燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统空压机和电堆，空压机包括压缩组件和膨胀组件，压缩组件具有第一进口和第一出口，膨胀组件具有第二进口和第二出口，电堆一端与压缩组件的第一出口连通，以便压缩组件流出的压缩气流流入电堆，燃料电池系统具有第一状态和第二状态，在第一状态，电堆低温低速启动，电堆的另一端与膨胀组件的第二出口连通，以便经电堆流出的气体流入第二出口并通过第二出口流出空压机，在第二状态，电堆低温高速启动，电堆的另一端与膨胀组件的第二进口连通，以便经电堆流出的气体流入膨胀组件以驱动压缩组件。本发明专利技术的燃料电池系统具有结构简单、使用寿命长等优点。长等优点。长等优点。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及一种燃料电池领域，具体地，涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池作为车用动力必须经受启停，冷启动(或零下启动)、高电位、电压循环、大电流、空气杂质等复杂工况和严苛环境的考验，其中冷启动工况是燃料电池汽车冬季运行的最大挑战。中国的燃料电池技术路线要求冷启动工况需要满足
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40℃环境下正常启动。
[0003]相关技术中，低温状态下，如果使用带涡轮的燃料电池系统的空压机，存在使用寿命低、加工制造成本高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]相关技术中，燃料电池空压机在燃料电池系统进行冷启动工况运行时，燃料电池系统启动时吹扫出的冰渣会撞击高速旋转的涡轮，对涡轮产生破坏性的冲蚀。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种结构简单、使用寿命长、成本低廉的燃料电池系统。
[0007]本专利技术实施例的燃料电池系统包括：空压机，所述空压机包括压缩组件和膨胀组件，所述压缩组件具有第一进口和第一出口，所述膨胀组件具有第二进口和第二出口，所述压缩组件用于压缩气体，所述膨胀组件可利用高压气体膨胀做功以驱动所述压缩组件；电堆，所述电堆一端与所述压缩组件的第一出口连通，以便所述压缩组件流出的压缩气流流入所述电堆，所述燃料电池系统具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述电堆低温低速启动，所述电堆的另一端与所述膨胀组件的第二出口连通，以便经所述电堆流出的气体流入所述第二出口并通过所述第二出口流出所述空压机，在所述第二状态，所述电堆低温高速启动，所述电堆的另一端与所述膨胀组件的第二进口连通，以便经所述电堆流出的气体流入所述膨胀组件以驱动所述压缩组件。
[0008]本专利技术实施例的燃料电池系统，设置第一状态和第二状态，能够防止电堆产生的冰渣损坏膨胀组件，延长了燃料电池系统的使用寿命，降低了燃料电池系统的加工制造成本。
[0009]在一些实施例中，所述燃料电池系统还包括第三状态，在所述第三状态，所述电堆停机且所述电堆的另一端封闭。
[0010]在一些实施例中，所述燃料电池系统还包括三位三通阀，所述三位三通阀包括第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口与所述电堆的另一端连通，所述第一出气口与所述膨胀组件的第二进口连通，所述第二出气口与所述膨胀组件的第二出口连通，在所述第一状态，所述第一进气口和所述第二出气口连通，在所述第二状态，所述第一进气口和所述第一进气口连通。
[0011]在一些实施例中，所述燃料电池系统还包括：第一管，所述第一管的两端分别与所
述第一进气口与所述电堆的另一端连通，所述第一管的内径与所述电堆的另一端的口径相等；第二管，所述第二管的两端分别与所述第一出气口与所述膨胀组件的第二进口连通，所述第二管的内径与所述第一出口的口径相等；第三管，所述第三管的两端分别与所述第二出气口与所述膨胀组件的第二出口连通，所述第三管的内径小于所述第二出口的口径。
[0012]在一些实施例中，所述燃料电池系统还包括气体处理组件，所述气体处理组件与所述膨胀组件的第二出口连通，以便经所述膨胀组件流出的气体流入所述气体处理组件。
[0013]在一些实施例中，所述燃料电池系统从所述第一状态转换至所述第二状态，所述第一管和所述第三管连通，以便所述电堆在所述第一状态产生的气体排出所述第一管外。
[0014]在一些实施例中，所述燃料电池系统还包括气体过滤组件，所述气体过滤组件与所述压缩组件的第一进口连通，以便经所述气体过滤组件过滤后的气体流入所述第一进口。
[0015]在一些实施例中，所述压缩组件包括：壳体，所述第一进口、所述第一出口、所述第二进口和所述第二出口形成在所述壳体上，且所述第一进口和所述第一出口连通，所述第二进口和所述第二出口连通；第一叶轮，所述第一叶轮可转动地设在所述壳体内，所述第一叶轮设在所述第一进口与所述第一出口之间；电机，所述电机与所述第一叶轮相连，以便带动所述第一叶轮转动。
[0016]在一些实施例中，所述压缩组件还包括第二叶轮，所述第二叶轮可转动地设在所述壳体内，所述第二叶轮设在所述电机和所述第一出口之间，所述第二叶轮与所述电机相连，以便所述电机带动所述第二叶轮转动。
[0017]在一些实施例中，所述压缩组件包括涡轮，所述涡轮可转动地设在所述壳体内，所述涡轮位于所述第二进口和所述第二出口之间，所述涡轮与所述压缩组件同轴相连，以便所述涡轮驱动所述压缩组件。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例的燃料电池系统的结构示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例的燃料电池系统的空压机的结构示意图。
[0020]附图标记：
[0021]燃料电池系统100；
[0022]空压机1；压缩组件11；第一进口111；第一出口112；壳体1123；第一叶轮114；电机115；第二叶轮116；
[0023]膨胀组件12；第二进口121；第二出口122；涡轮123；
[0024]电堆2；
[0025]三位三通阀3；第一进气口31；第一出气口32；第二出气口33；
[0026]第一管4；第二管5；第三管6；气体过滤组件7；第四管8；气体处理组件9。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]下面参考附图描述根据本专利技术实施例的燃料电池系统。
[0029]如图1
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2所示，根据本专利技术实施例的燃料电池系统包括空压机1和电堆2。
[0030]空压机1包括压缩组件11和膨胀组件12，压缩组件11具有第一进口111和第一出口112，膨胀组件12具有第二进口121和第二出口122，压缩组件11用于压缩气体，膨胀组件12可利用高压气体膨胀做功以驱动压缩组件11。具体地，如图1
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2所示，空压机1可以为单机空压机或双极空压机，空气可从第一进口111流入压缩组件11，压缩组件11对空气进行压缩并从第一出口112流出压缩气体，压缩气体可从第二进口121流入膨胀组件12，经第二膨胀组件12膨胀驱动压缩组件11后，气体从第二出口122流出。
[0031]电堆2一端与压缩组件11的第一出口112连通，以便压缩组件11流出的压缩气流流入电堆2，燃料电池系统100具有第一状态和第二状态，在第一状态，电堆2低温低速启动，电堆2的另一端与膨胀组件12的第二出口122连通，以便经电堆2流出的气体流入第二出口122并通过第二出口122流出空压机1，在第二状态，电堆2低温高速启动，电堆2的另一端与膨胀组件12的第二进口121连通，以便经电堆2流出的气体流入膨胀组件12以驱动压缩组件11。
[0032]具体地，如图1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：空压机，所述空压机包括压缩组件和膨胀组件，所述压缩组件具有第一进口和第一出口，所述膨胀组件具有第二进口和第二出口，所述压缩组件用于压缩气体，所述膨胀组件可利用高压气体膨胀做功以驱动所述压缩组件；电堆，所述电堆一端与所述压缩组件的第一出口连通，以便所述压缩组件流出的压缩气流流入所述电堆，所述燃料电池系统具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述电堆低温低速启动，所述电堆的另一端与所述膨胀组件的第二出口连通，以便经所述电堆流出的气体流入所述第二出口并通过所述第二出口流出所述空压机，在所述第二状态，所述电堆低温高速启动，所述电堆的另一端与所述膨胀组件的第二进口连通，以便经所述电堆流出的气体流入所述膨胀组件以驱动所述压缩组件。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括第三状态，在所述第三状态，所述电堆停机且所述电堆的另一端封闭。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括三位三通阀，所述三位三通阀包括第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口与所述电堆的另一端连通，所述第一出气口与所述膨胀组件的第二进口连通，所述第二出气口与所述膨胀组件的第二出口连通，在所述第一状态，所述第一进气口和所述第二出气口连通，在所述第二状态，所述第一进气口和所述第一进气口连通。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：第一管，所述第一管的两端分别与所述第一进气口与所述电堆的另一端连通，所述第一管的内径与所述电堆的另一端的口径相等；第二管，所述第二管的两端分别与所述第一出气口与所述膨胀组件的第二进口连通，所述第二管的内径与所述第一出口的口径相等；第三管...

【专利技术属性】
技术研发人员：水小波，陶林，周文彬，
申请(专利权)人：势加透博北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：