一种燃料电池加湿系统及燃料电池技术方案

本实用新型专利技术涉及燃料电池加湿技术领域，公开了一种燃料电池加湿系统及燃料电池，包括：电堆、第一分水器、排水阀、储水腔、三通阀、水泵、喷淋装置、第二分水器与空空中冷器，第一分水器设置在电堆的氢气出口处，第二分水器设置在电堆的空气出口处，第一分水器、排水阀、储水腔、三通阀、水泵、喷淋装置依次连接，第二分水器连接至储水腔，喷淋装置设置在空空中冷器上方，空空中冷器与电堆的空气出口、空气进口连接，第二分水器设置在电堆及空空中冷器之间的管路上。基于空空中冷器的基础上，集成喷淋装置，对入堆空气进行加湿，加湿的水来源于氢气出堆尾排的液态水与空气出堆尾排的液态水，实现高集成、增湿效果可控、高可靠性的功能。高可靠性的功能。高可靠性的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池加湿系统及燃料电池


[0001]本技术涉及燃料电池加湿
，特别涉及一种燃料电池加湿系统及燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池质子交换膜在适当的湿润条件下，能够获得更良好的工作性能，通常对进入燃料电池内的气体进行增湿，以防止质子交换膜在运行过程中脱水，避免性能被降低及工作寿命被损害的情况。
[0003]燃料电池系统通常通过匹配增湿器以解决增湿的问题，采用较多的增湿器为渗透膜增湿器及中空纤维管增湿器，一般是通过调节气体流量、湿膜的大小和厚度以及水温来改变湿膜加湿器的加湿量的大小。但目前增湿器大多数体积、重量较大，且由于需要增加旁通路或调解增湿器前后温度以此稳定控制增湿效果，导致增湿效果控制难度较高、操作复杂化。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在增湿器体积、重量大，增湿效果不易调整的问题，本技术提供了一种燃料电池加湿系统及燃料电池。
[0005]本技术的
技术实现思路
如下：
[0006]一种燃料电池加湿系统，包括：电堆、第一分水器、排水阀、储水腔、三通阀、水泵、喷淋装置、第二分水器与空空中冷器，所述第一分水器设置在电堆的氢气出口处，所述第二分水器设置在电堆的空气出口处，所述第一分水器、排水阀、储水腔、三通阀、水泵、喷淋装置依次连接，所述第二分水器连接至储水腔，所述喷淋装置设置在空空中冷器上方，所述空空中冷器与电堆的空气出口、空气进口连接，所述第二分水器设置在电堆及空空中冷器之间的管路上。
[0007]进一步地，所述喷淋装置为喷淋加湿器。
[0008]进一步地，所述加湿系统包括有空压机与膨胀机，所述空压机与膨胀机与电堆的空气出口、空气进口连接，所述空压机与膨胀机设置在空空中冷器远离电堆的一侧。
[0009]进一步地，所述加湿系统还包括有氢气循环泵，所述氢气循环泵两端与氢气进口、第一分水器连接。
[0010]进一步地，所述加湿系统还包括有排气阀，所述排气阀与所述氢气循环泵连接，所述排气阀连接至混排出口，所述第一分水器连接至氢气循环泵及排气阀之间的管路上。
[0011]进一步地，所述三通阀连接至混排出口。
[0012]本技术还提供了一种燃料电池，包括上述任一项所述的加湿系统。
[0013]本技术的有益效果包括：基于空空中冷器的基础上，集成喷淋装置，对入堆空气进行加湿，加湿的水来源于氢气出堆尾排的液态水与空气出堆尾排的液态水，将两处的液态水汇集到储水腔，经过水泵进入喷淋装置，实现高集成、增湿效果可控、高可靠性的功
能。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例1提供的一种燃料电池的加湿系统的结构组成示意图。
[0015]其中：
[0016]1‑
电堆；
[0017]2‑
第一分水器；
[0018]3‑
排水阀；
[0019]4‑
储水腔；
[0020]5‑
三通阀；
[0021]6‑
水泵；
[0022]7‑
喷淋装置；
[0023]8‑
空空中冷器；
[0024]9‑
第二分水器；
[0025]10
‑
氢气循环泵；
[0026]11
‑
排气阀；
[0027]12
‑
空压机与膨胀机。
具体实施方式
[0028]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本技术一部分实施例，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。
[0029]实施例1
[0030]结合图1所示，本实施例提供了一种燃料电池加湿系统，包括：电堆1、第一分水器2、排水阀3、储水腔4、三通阀5、水泵6、喷淋装置7、第二分水器9与空空中冷器8，所述第一分水器2设置在电堆1的氢气出口处，所述第二分水器9设置在电堆1的空气出口处，所述第一分水器2、排水阀3、储水腔4、三通阀5、水泵6、喷淋装置7依次连接，所述第二分水器9连接至储水腔4，所述喷淋装置7设置在空空中冷器8上方，所述空空中冷器8与电堆1的空气出口、空气进口连接，所述第二分水器9设置在电堆1及空空中冷器8之间的管路上。
[0031]进一步地，所述喷淋装置7为喷淋加湿器。
[0032]进一步地，所述加湿系统包括有空压机与膨胀机12，所述空压机与膨胀机12与电堆1的空气出口、空气进口连接，所述空压机与膨胀机12设置在空空中冷器8远离电堆的一侧。
[0033]进一步地，所述加湿系统还包括有氢气循环泵10，所述氢气循环泵10两端与氢气进口、第一分水器2连接。
[0034]进一步地，所述加湿系统还包括有排气阀11，所述排气阀11与所述氢气循环泵10连接，所述排气阀11连接至混排出口，所述第一分水器2连接至氢气循环泵10及排气阀11之
间的管路上。
[0035]进一步地，所述三通阀5连接至混排出口。
[0036]本技术还提供了一种燃料电池，包括上述任一项所述的加湿系统。
[0037]通过本实施例提供的加湿系统，电堆反应产生的水，大部分由空气侧排出，小部分由氢气侧排出，氢气侧电堆产生的液态水，由第一分水器分离后，通过控制排水阀使液态水进入储水腔内；空气侧电堆产生的液态水，由第二分水器分离后，直接进入储水腔内，储水腔经过三通阀时，液态水一部分流向混排出口排出发动机，另一部分的液态水流向空空中冷器，调整水泵的转速，经过喷淋加湿器给入堆空气进行加湿，完成对入堆空气的增湿。
[0038]将三通阀连接喷淋装置及混排出口的两道阀门分别命名为阀门b与阀门a，阀门a、阀门b的开度影响到喷淋装置的加湿效果，当阀门b全开时，喷淋装置进入的液态水最多，当阀门b开度调小后，进入喷淋装置的液态水逐渐变少，通过该方式对入堆空气减湿。当加湿系统收到增湿命令时，默认三通阀的阀门a是常闭、阀门b是全开的状态。
[0039]水泵转速的大小影响到喷淋装置的加湿效果，当水泵转速越大，喷淋装置的增湿效果就越强，反之，喷淋装置的增湿效果减弱。
[0040]通过本实施例实现对入堆空气的湿度的控制方法步骤：
[0041]系统收到对入堆空气进行增湿的命令后，启动喷淋装置以默认增湿量对入堆空气进行增湿；
[0042]获取经所述喷淋装置增湿后的入堆空气的当前湿度与目标湿度；
[0043]比较所述当前湿度与目标湿度的大小，获取比较结果，若当前湿度大于目标湿度时，即调整三通阀的阀门，使进入喷淋装置的液体水减少，起到减湿的目的；若当前湿度等于目标湿度时，即保持当下状态对入堆空气持续增湿即可；若当前湿度小于目标湿度时，即增加水泵的转速，使进入喷淋装置的液体水增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池加湿系统，其特征在于：包括：电堆、第一分水器、排水阀、储水腔、三通阀、水泵、喷淋装置、第二分水器与空空中冷器，所述第一分水器设置在电堆的氢气出口处，所述第二分水器设置在电堆的空气出口处，所述第一分水器、排水阀、储水腔、三通阀、水泵、喷淋装置依次连接，所述第二分水器连接至储水腔，所述喷淋装置设置在空空中冷器上方，所述空空中冷器与电堆的空气出口、空气进口连接，所述第二分水器设置在电堆及空空中冷器之间的管路上。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池加湿系统，其特征在于：所述喷淋装置为喷淋加湿器。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池加湿系统，其特征在于：所述加湿系统包括有空压机与膨胀机，所述空压机与膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥巍巍，徐云飞，周宝，高云庆，司宗正，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：