燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：第一支路和第二支路，所述第一支路中设有中冷器；空压机和电堆，所述空压机的出气口和所述电堆的进气歧管通过所述第一支路和所述第二支路中的至少一个连通，所述进气歧管的进气口在所述电堆的端部形成有导流区域；所述电堆包括多个依次堆叠的电池，所述导流区域用于将所述进气口处的气流在所述电堆的端部的至少部分区域朝中部逐渐递减地导入多个所述电池的反应流道。根据本实用新型专利技术实施例的燃料电池系统，可在电堆冷启动时，将空压机压缩后的高温气体通过第二支路进入到进气歧管的进气口处，且通过进气口处设置的导流区域，使高温气体可进入电堆中并对电池升温，实现电堆的快速冷启动。实现电堆的快速冷启动。实现电堆的快速冷启动。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统


[0001]本技术涉及电池制造
，尤其是涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆冷启动的过程中需要燃料电池电堆自身快速拉载产热和系统辅助加热协同促进燃料电池电堆的温度能快速的达到0℃以上，但是由于电堆自身设计，即端部电池为单极板进气形式，使得端部电池产热较少，且端部电池与端板接触时导致散热较多，使得端部电池容易结冰，从而导致燃料电池电堆冷启动过程中因端部电池电压过低至达到电堆急停保护电压，进而使得冷启动失败。而现有技术中采用电堆大电密快速拉载形式升温，即利用电堆自身产热提供冷启动过程中的热量，以及在系统回路中增加PTC加热模块，即把冷却回路中的冷却液加热后在进行冷启动。这两种方法虽然可以满足冷启动，但是使用电堆大电密快速拉载可能导致电化学阳极电渗拖曳现象及导致产生增多等缺点，且仍然存在冷启动失败的情况，而使用PTC模块加热的方法增加了系统的复杂度及成本、占用车辆空间等缺点，因此，存在改进空间。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种燃料电池系统，通过在空压机与电堆的进气歧管之间增设第二支路，使得空压机排出的高温气流可在导流区域的作用下进入到电堆的端部电池内，利于实现燃料电池系统冷启动。
[0004]根据本技术实施例的燃料电池系统，包括：第一支路和第二支路，所述第一支路中设有中冷器；空压机和电堆，所述空压机的出气口和所述电堆的进气歧管通过所述第一支路和所述第二支路中的至少一个连通，所述进气歧管的进气口在所述电堆的端部形成有导流区域；所述电堆包括多个依次堆叠的电池，所述导流区域用于将所述进气口处的气流在所述电堆的端部的至少部分区域朝中部逐渐递减地导入多个所述电池的反应流道。
[0005]根据本技术实施例的燃料电池系统，通过在空压机与电堆的进气歧管之间增设第二支路，可在电堆冷启动时，将空压机压缩后的高温气体通过第二支路进入到电堆中对电池进行加热，且在进气歧管的进气口处设置导流区域，使得高温气体进入到多个电池中的高温气体的气流量与各个电池所处的温度状态相匹配，保证高温气体可对端部电池进行有效加热，实现电堆的快速冷启动。
[0006]根据本技术实施例的燃料电池系统，还包括：控制阀，所述空压机的出气口与所述控制阀的入口端连通，所述第一支路与所述控制阀的第一出口端连通，所述第二支路与所述控制阀的第二出口端连通，且所述第一出口端和所述第二出口端中的至少一个与所述入口端连通。
[0007]根据本技术实施例的燃料电池系统，还包括：控制模块，所述控制阀设置为电磁阀，所述控制模块与所述控制阀电连接，且所述控制模块设置为在满足冷启动条件时控
制所述入口端与所述第二出口端连通。
[0008]根据本技术实施例的燃料电池系统，所述进气歧管内设有多个导流板，多个所述导流板沿所述电池的堆叠方向依次分布，且多个所述导流板与多个所述电池的端部共同限定出所述导流区域。
[0009]根据本技术实施例的燃料电池系统，所述导流板设于所述进气歧管内远离所述电池的一侧，且在沿所述进气歧管内的气流方向上，多个所述导流板朝向所述电池伸出的长度逐渐增大。
[0010]根据本技术实施例的燃料电池系统，多个所述导流板沿所述电池的堆叠方向上均匀间隔开分布。
[0011]根据本技术实施例的燃料电池系统，多个所述导流板与位于所述电堆的端部的多个所述电池一一正对。
[0012]根据本技术实施例的燃料电池系统，在位于所述电堆的端部的多个所述电池中，靠近中部的至少一个所述电池的端部设有朝向对应的所述导流板凸出的扰流板。
[0013]根据本技术实施例的燃料电池系统，所述进气歧管位于所述电堆的侧部，且所述进气歧管的长度方向与多个所述电池的堆叠方向相同。
[0014]根据本技术实施例的燃料电池系统，所述电堆还具有排气歧管，所述进气歧管和所述排气歧管分别位于所述电堆的两侧，且分别与每个电池的反应流道连通。
[0015]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0016]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017]图1是根据本技术实施例的燃料电池系统的结构示意图。
[0018]附图标记：
[0019]燃料电池系统100，
[0020]空压机1，电堆2，电池21，扰流板211，第一支路3，中冷器31，第二支路4，进气歧管5，导流区域51，进气口52，导流板53，排气歧管6，排气口61，控制阀7。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0022]下面参考图1描述根据本技术实施例的燃料电池系统100，包括：第一支路3、第二支路4、空压机1以及电堆2。其中，需要说明的是，如图1所示，空压机1与电堆2串联，且第一支路3与第二支路4并联于空压机1与电堆2之间。即第一支路3的入口端和第二支路4的入口端分别与空压机1的出气口连通，且第一支路3的出口端和第二支路4的出口端分别与电堆2的入口端连通。
[0023]其中，在实际连接时，可将空压机1通过第一支路3和/或第二支路4与电堆2的入口
端连通。电堆2具有进气歧管5，即空压机1的出气口和进气歧管5的进气口52之间通过第一支路3和/或第二支路4中连通，即通过第一支路3和第二支路4中的至少一个连通，且空压机1是用于将机械能转化为气体压力能的装置，可产生大量的高温气体。
[0024]第一支路3中设有中冷器31。需要说明的是，中冷器31串联于空压机1与电堆2之间，且布置于第一支路3中，且中冷器31可用于降低增压后的空气温度。可以理解的是，当空压机1排出的高温气体在第一支路3流通并传递至电堆2时，必然经过中冷器31。由此，通过中冷器31降低高温气体温度，从而降低发动机的热负荷，可提高进气量，进而增大发动机的功率。
[0025]需要说明的是，电堆2在正常运行过程中，空压机1排出的高温气体可从第一支路3流向电堆2的进气歧管5，使得高温气体经过中冷器31降温之后进入到进气歧管5以及电堆2的电池21之间进行使用，保证在电堆2正常运行过程中进入到的空气温度在合适的范围内，避免温度过高造成工作异常。而在电堆2冷启动时，电池21所处的温度状态较低，此时，空压机1排出的高温气体可从第二支路4流向电堆2的进气歧管5，即高温气体不经过中冷器31进行冷却，且直接进入到电堆2的进气歧管5，进而利于高温气体对电堆2中的端部电池21进行加热，利于实现电堆2的多个电池21达到温度均衡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：第一支路(3)和第二支路(4)，所述第一支路(3)中设有中冷器(31)；空压机(1)和电堆(2)，所述空压机(1)的出气口和所述电堆(2)的进气歧管(5)通过所述第一支路(3)和所述第二支路(4)中的至少一个连通，所述进气歧管(5)的进气口(52)在所述电堆的端部形成有导流区域(51)；所述电堆(2)包括多个依次堆叠的电池(21)，所述导流区域(51)用于将所述进气口(52)处的气流在所述电堆(2)的端部的至少部分区域朝中部逐渐递减地导入多个所述电池(21)的反应流道。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：控制阀(7)，所述空压机(1)的出气口与所述控制阀(7)的入口端连通，所述第一支路(3)与所述控制阀(7)的第一出口端连通，所述第二支路(4)与所述控制阀(7)的第二出口端连通，且所述第一出口端和所述第二出口端中的至少一个与所述入口端连通。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：控制模块，所述控制阀(7)设置为电磁阀，所述控制模块与所述控制阀(7)电连接，且所述控制模块设置为在满足冷启动条件时控制所述入口端与所述第二出口端连通。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述进气歧管(5)内设有多个导流板(53)，多个所述导流板(53)沿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟海朋，陈雪松，龚正伟，郝振宇，田宛丽，段伟康，张璐，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：