氢燃料电池的空气增压系统、氢燃料电池及车辆技术方案

本实用新型专利技术属于车辆技术领域，公开了氢燃料电池的空气增压系统、氢燃料电池及车辆，该氢燃料电池的空气增压系统包括进气管、第一空压机、第二空压机、控制阀、第一壳体和第二壳体，进气管的一端与大气连通，控制阀能控制进气管的另一端与第一空压机的进气口连通或者进气管的另一端与第二空压机的进气口连通，第一空压机的出气口与第二空压机的进气口连通，第二空压机的出气口与电堆连通，第二空压机和电堆均固定设置于第一壳体，进气管、第一空压机和控制阀均固定设置于第二壳体，第一壳体和第二壳体可拆卸连接。该氢燃料电池的空气增压系统能满足在高原地区工作时电堆对空气压力的需求。的需求。的需求。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池的空气增压系统、氢燃料电池及车辆


[0001]本技术涉及车辆
，尤其涉及氢燃料电池的空气增压系统、氢燃料电池及车辆。

技术介绍

[0002]氢燃料电池具有能量转化效率高、零排放和续航里程长等优点，已广泛应用于交通运输、固定发电和备用电源等多种场景。氢燃料电池中的电堆对空气的流量和压力十分敏感，由于空气中的氧气分子需要穿过气体扩散层和微孔层到达催化剂层，在催化剂层上发生反应，产生电能，当空气压力或流量过低时，电堆的输出功率和效率将会大幅度降低，并且若空气流量不足，到达电堆后端的空气很少，在后端会造成严重的传质极化，使局部电压过低，这将导致电堆无法正常工作。
[0003]现有技术中的氢燃料电池中一般设有一个空压机，空压机用于提高进入电堆的空气的流量和压力，能满足氢燃料电池在平原地区高效运行所需的空气。而随着海拔的上升，大气压降低，在高原地区，即海拔1km～5km的空间，常规的空压机以高功率运行，可以满足电堆对空气流量的需求，但是由于大气压已降低到平原地区的50％～80％，想要达到电堆在平原地区时的工作压力，空压机的压缩能力需要成倍增加。受限于空压机的工作原理，空压机的压缩能力不可能成倍增加，因此现有技术中的氢燃料电池在高原地区难以满足电堆对空气压力的需求，氢燃料电池的功率和效率会大幅度降低。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供氢燃料电池的空气增压系统、氢燃料电池及车辆，以解决现有技术中的氢燃料电池在高原地区难以满足电堆对空气压力的需求，氢燃料电池的功率和效率会大幅度降低的问题。
[0005]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]氢燃料电池的空气增压系统，包括：
[0007]进气管，所述进气管的一端与大气连通；
[0008]第一空压机、第二空压机和控制阀，所述控制阀能控制所述进气管的另一端与所述第一空压机的进气口连通或者所述进气管的另一端与所述第二空压机的进气口连通，所述第一空压机的出气口与所述第二空压机的进气口连通，所述第二空压机的出气口与电堆连通；
[0009]第一壳体和第二壳体，所述第二空压机和所述电堆均固定设置于所述第一壳体，所述进气管、所述第一空压机和所述控制阀均固定设置于所述第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸连接。
[0010]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述控制阀具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口与所述进气管的另一端连通，所述第二阀口与所述第一空压机的进气口连通，所述第三阀口与所述第二空压机的进气口连通，所述第一阀口
能与所述第二阀口或者所述第三阀口连通。
[0011]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述进气管。
[0012]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括第一中冷器，所述第一中冷器的进气口与所述第一空压机的出气口连通，所述第一中冷器的出气口与所述第二空压机的进气口通过连接管路连通。
[0013]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述连接管路。
[0014]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述连接管路。
[0015]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括第二中冷器，所述第二中冷器的进气口与所述第二空压机的出气口连通，所述第二中冷器的出气口与所述电堆连通。
[0016]作为上述氢燃料电池的空气增压系统的一种优选方案，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括增湿器，所述增湿器的进气口与所述第二中冷器的出气口连通，所述增湿器的出气口与所述电堆连通。
[0017]氢燃料电池，包括上述的氢燃料电池的空气增压系统。
[0018]车辆，包括上述的氢燃料电池。
[0019]本技术的有益效果：
[0020]本技术提供氢燃料电池的空气增压系统、氢燃料电池及车辆，该氢燃料电池的空气增压系统中，当第一壳体与第二壳体拆卸分离后，第二空压机的进气口与大气连通，空气经过第二空压机压缩后进入电堆。当第一壳体与第二壳体安装固定后，第一空压机的出气口与第二空压机的进气口连通，控制阀也能控制进气管与第二空压机连通，当控制阀将进气管与第二空压机连通时，空气通过进气管进入第二空压机，经第二空压机压缩后进入电堆；当控制阀将进气管与第一空压机连通时，空气通过进气管进入第一空压机，经第一空压机压缩后进入第二空压机，再经第二空压机压缩后进入电堆。氢燃料电池只在平原地区使用，没有在高原地区使用的情况时，无需安装第二壳体，只通过第二空压机压缩空气即可满足电堆所需，使氢燃料电池更加轻便。氢燃料电池有在高原地区使用的情况时，直接将第二壳体安装于第一壳体，不影响氢燃料电池的其他结构，安装方便快捷。安装后，若氢燃料电池在高原地区使用，控制阀控制进气管与第一空压机连通，第一空压机和第二空压机串联，空气依次经过第一空压机和第二空压机压缩，能够满足电堆所需；若氢燃料电池在平原地区使用，控制阀控制进气管与第二空压机连通，空气经过第二空压机压缩即可满足电堆所需。当氢燃料电池在高原地区使用时，经第一空压机压缩后的空气的压力接近平原地区的空气的压力，因此氢燃料电池在开发设计阶段时，对第二空压机仅需设计平原地区的运行工况和控制策略，可以降低氢燃料电池开发难度和时间。
附图说明
[0021]图1是本技术具体实施例提供的氢燃料电池的空气增压系统的结构示意图。
[0022]图中：
[0023]1、进气管；2、第一空压机；3、第二空压机；4、控制阀；5、电堆；6、第一壳体；7、第二壳体；8、第一压力传感器；9、连接管路；10、第二压力传感器；11、温度传感器；12、第一中冷器；13、第二中冷器。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。
[0025]在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0026]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氢燃料电池的空气增压系统，其特征在于，包括：进气管(1)，所述进气管(1)的一端与大气连通；第一空压机(2)、第二空压机(3)和控制阀(4)，所述控制阀(4)能控制所述进气管(1)的另一端与所述第一空压机(2)的进气口连通或者所述进气管(1)的另一端与所述第二空压机(3)的进气口连通，所述第一空压机(2)的出气口与所述第二空压机(3)的进气口连通，所述第二空压机(3)的出气口与电堆(5)连通；第一壳体(6)和第二壳体(7)，所述第二空压机(3)和所述电堆(5)均固定设置于所述第一壳体(6)，所述进气管(1)、所述第一空压机(2)和所述控制阀(4)均固定设置于所述第二壳体(7)，所述第一壳体(6)和所述第二壳体(7)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池的空气增压系统，其特征在于，所述控制阀(4)具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口与所述进气管(1)的另一端连通，所述第二阀口与所述第一空压机(2)的进气口连通，所述第三阀口与所述第二空压机(3)的进气口连通，所述第一阀口能与所述第二阀口或者所述第三阀口连通。3.根据权利要求1所述的氢燃料电池的空气增压系统，其特征在于，所述氢燃料电池的空气增压系统还包括第一压力传感器(8)，所述第一压力传感器(8)设置于所述进气管(1)。4.根据权利要求1所述的氢燃料电池的空气增压系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡普迪，杨锋，王丹博，王宏刚，赵新蕾，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：新型
国别省市：