一种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，包括：电堆、氢气供应单元、空压机、换热器和电堆壳体，电堆设置于电堆壳体内；空压机包括相接触的主流道和轴承散热流道，主流道与电堆连接；换热器包括相接触的第一通道和第二通道，换热器的第一通道的一端与氢气供应单元连接，换热器的第一通道的另一端和电堆连接，换热器的第二通道的一端与轴承散热流道连接，换热器的第二通道的另一端和电堆壳体连接；本申请降低了空压机的功耗，提高了空压机的利用率，本申请还能够利用轴承散热流道输出热交换后的空气对氢气进行预热，满足了燃料电池低温启动的需求，从而提升了燃料电池系统的效率。从而提升了燃料电池系统的效率。从而提升了燃料电池系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统


[0001]本技术涉燃料电池的
，特别涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]在燃料电池系统中，通常需要将燃料电池电堆封装在一个密闭的壳体内，以保护电堆，然而，在燃料电池动力系统运行过程中，或多或少会有氢气和水蒸气从电堆内泄露出来，并且随着运行时间增长，泄露出的氢气将会聚集在燃料电池电堆与壳体之间形成的腔体内，存在极大的安全隐患。同时，析出的水蒸气会在该腔体内冷凝形成液态水，将影响燃料电池电堆及其它电器件的绝缘性，还会加速腐蚀，影响燃料电池动力系统的可靠性和使用寿命。为了解决上述问题，需要对该腔体内持续通风进行吹扫，及时将泄露出的氢气和水蒸气排出，为该腔体换气，避免氢气和水蒸气聚集。
[0003]现有技术是将经过空压机压缩后的空气分成两部分，一部分空气进入电堆与氢气发生电化学反应，以生成电能，另一部分分流至电堆壳体内部，以为电堆壳体内部提供空气进行吹扫，但是由于进入电堆壳体内部进行吹扫的空气不需要经过空压机的压缩处理，经过空压机压缩处理后的空气温度过高，反而不适合直接进入电堆壳体内部进行吹扫，因此，就额外增加了空压机的功耗，降低了燃料电池的效率。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种能降低空压机功耗的燃料电池系统。
[0005]一种燃料电池系统，包括：
[0006]电堆，设置于电堆壳体内；
[0007]氢气供应单元；
[0008]空压机，包括相接触的主流道和轴承散热流道，所述主流道与所述电堆连接，空气能够经所述空压机的入口进入所述空压机，一部分空气进入所述主流道，另一部分空气进入所述轴承散热流道，空气在所述主流道内被压缩，所述主流道用于输出压缩后的空气至所述电堆，所述轴承散热流道用于供空气和所述主流道进行热交换，以冷却所述主流道；以及
[0009]换热器，包括相接触的第一通道和第二通道，所述换热器的所述第一通道的一端与所述氢气供应单元连接，所述换热器的所述第一通道的另一端和所述电堆连接，所述换热器的所述第二通道的一端与所述轴承散热流道连接，所述换热器的所述第二通道的另一端和所述电堆壳体连接，所述轴承散热流道用于输出热交换后的空气至所述换热器给氢气预热，所述换热器的所述第一通道用于输出预热后的氢气至所述电堆，所述换热器的第二通道用于输出空气至所述电堆壳体，以对所述电堆壳体的内部进行吹扫。
[0010]可选地，所述燃料电池系统还包括空气供应单元，所述空气供应单元与所述空压机的入口连接，所述空气供应单元用于输出空气至所述空压机。
[0011]可选地，所述电堆包括相连接的氢气模块和空气模块，所述换热器的所述第一通
道的远离所述氢气供应单元的一端和所述氢气模块连接，所述主流道和所述空气模块连接。
[0012]可选地，所述电堆还包括冷却液模块，所述冷却液模块分别与所述氢气模块和所述空气模块连接。
[0013]可选地，所述燃料电池系统还包括排气口，所述氢气模块的出口与所述排气口连接，以排出多余的氢气，所述空气模块的出口与所述排气口连接，以排出多余的空气。
[0014]可选地，所述电堆壳体设置有进气口和出气口，所述进气口和所述换热器的所述第二通道的远离所述轴承散热流道的一端连接，以供空气进入所述电堆壳体的内部对所述电堆壳体的内部进行吹扫，所述出气口和所述排气口连接，以排出吹扫后的空气。
[0015]本申请提供的燃料电池系统，通过将从空压机的入口进入的空气一部分输出至轴承散热流道中，轴承散热流道中的空气与主流道工作时产生的热量进行热交换，从而冷却主流道并得到升温后的空气，升温后的空气进入换热器中与氢气进行热交换，得到降温后的空气，降温后的空气进入电堆壳体，以对电堆壳体的内部进行吹扫，由于本申请的对电堆壳体的内部进行吹扫的空气没有在空压机的主流道中被压缩，本申请的燃料电池系统能够利用轴承散热流道输出的空气完成对电堆壳体的内部的吹扫，不需要空压机额外压缩空气来为电堆壳体提供吹扫气体，从而降低了空压机的功耗，提高了空压机的利用率，本申请还能够利用轴承散热流道输出的升温后的空气对氢气进行预热，满足了燃料电池低温启动的需求，从而提升了燃料电池系统的效率。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0017]图1为一实施例中燃料电池系统的结构示意图。
[0018]1、电堆；11、氢气模块；12、空气模块；13、冷却液模块；2、氢气供应单元；3、空压机；31、主流道；32、轴承散热流道；4、换热器；41、第一通道；42、第二通道；5、电堆壳体；51、进气口；52、出气口；6、空气供应单元；7、排气口；。
[0019]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0022]另外，在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解
为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0023]参考图1，本申请提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括电堆1、氢气供应单元2、空压机3、换热器4及电堆壳体5，电堆1设置于电堆壳体5内；空压机3包括相接触的主流道31和轴承散热流道32，主流道31和电堆1连接，空气能够经空压机3的入口进入空压机3，一部分空气进入主流道31，另一部分空气进入轴承散热流道32，空气在主流道31被压缩，主流道31用于输出压缩后的空气至电堆1，以为电堆1提供一定压力的足量的空气，轴承散热流道32用于供空气和主流道31进行热交换，以冷却主流道31，换热器4包括相接触的第一通道41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：电堆，设置于电堆壳体内；氢气供应单元；空压机，包括相接触的主流道和轴承散热流道，所述主流道与所述电堆连接，空气能够经所述空压机的入口进入所述空压机，一部分空气进入所述主流道，另一部分空气进入所述轴承散热流道，空气在所述主流道内被压缩，所述主流道用于输出压缩后的空气至所述电堆，所述轴承散热流道用于供空气和所述主流道进行热交换，以冷却所述主流道；以及换热器，包括相接触的第一通道和第二通道，所述换热器的所述第一通道的一端与所述氢气供应单元连接，所述换热器的所述第一通道的另一端和所述电堆连接，所述换热器的所述第二通道的一端与所述轴承散热流道的出口连接，所述换热器的所述第二通道的另一端和所述电堆壳体连接，所述轴承散热流道用于输出热交换后的空气至所述换热器给氢气预热，所述换热器的所述第一通道用于输出预热后的氢气至所述电堆，所述换热器的第二通道用于输出空气至所述电堆壳体，以对所述电堆壳体的内部进行吹扫。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振诗，刘坚，陈志星，
申请(专利权)人：深圳市南科动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：