一种燃料电池气路系统及燃料电池技术方案

本发明专利技术属于燃料电池领域，尤其是涉及一种燃料电池气路系统及燃料电池。该燃料电池气路系统包括电堆模块、进气管路总成以及排气管路总成。进气管路总成连接于电堆模块的入口端并包括沿气流方向依次连接的空压机、中冷器以及增湿器。排气管路总成连接于电堆模块的出口端并包括沿气流方向依次连接的增湿器、气液分离器以及膨胀机。其中，进气管路总成与排气管路总成之间设有分流支路，分流支路的一端连接于空压机与中冷器之间，另一端连接于气液分离器与膨胀机之间。在燃料电池气路系统中增设分流支路，通过气路系统中各部件相互作用，实现对空气温度和湿度的控制，从而实现对膨胀机的保护、并增加膨胀机的能量回收效率。并增加膨胀机的能量回收效率。并增加膨胀机的能量回收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池气路系统及燃料电池


[0001]本专利技术属于燃料电池领域，尤其是涉及一种燃料电池气路系统及燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种电化学的发电装置，将化学能转化为电能而不必经过热机过程，不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且无污染，正在成为理想的能源利用方式。同时，随着燃料电池技术不断成熟，燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。
[0003]现有的燃料电池供气系统依靠空压机消耗电能做功，增加进气量和压缩空气压比，以满足系统需求，并对系统排出含有液态水的湿空气采用膨胀机进行回收电能，但由于湿空气通过膨胀机温度降低有冷凝水析出，水滴对高转速膨胀机叶轮进行冲击，会破坏膨胀机叶轮，使系统产生故障。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种燃料电池气路系统及燃料电池，以解决现有技术中提出的技术问题。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种燃料电池气路系统，该燃料电池气路系统包括
[0006]电堆模块；
[0007]进气管路总成，连接于电堆模块的入口端并包括沿气流方向依次连接的空压机、中冷器以及增湿器；以及
[0008]排气管路总成，连接于电堆模块的出口端并包括沿气流方向依次连接的增湿器、气液分离器以及膨胀机；
[0009]其中，进气管路总成与排气管路总成之间设有分流支路，分流支路的一端连接于空压机与中冷器之间，另一端连接于气液分离器与膨胀机之间。
[0010]可选地，进气分流支路设有第一节气门。
[0011]可选地，进气管路总成还包括过滤器和流量计，过滤器与流量计均设置于空压机的上游，流量计位于过滤器与空压机之间。
[0012]可选地，进气管路总成还包括第二节气门，第二节气门设置于增湿器与电堆模块之间。
[0013]可选地，排气管路总成还包括第三节气门和尾排消音器，第三节气门与尾排消音器均设置于膨胀机的下游，第三节气门位于膨胀机与尾排消音器之间。
[0014]可选地，排气管路总成还包括排液支路，排液支路的一端连接于气液分离器，另一端连接于第三节气门与尾排消音器之间。
[0015]可选地，其特征在于，增湿器为膜增湿器。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种燃料电池，该燃料电池包括上述的燃料电池气路系统。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]在本专利技术提供的燃料电池气路系统中，电堆模块是燃料电池的核心，为发生电化学反应以提供动力的场所。进气管路总成用于为电堆模块提供所需的空气，电堆模块反应后产生的混合物通过排气管路总成排出。
[0019]在进气管路总成中，通过空压机能够增加进气量，空压机压缩空气过程中会产生热量，会使得空气温度升高，然后经过中冷器进行降温，再通过增湿器增加空气的湿度，再流入至电堆模块。
[0020]在排气管路总成中，从电堆模块的出口端排出气液混合物，再通过增湿器，从电堆模块排出的气液混合物能够为增湿器增湿，保证进气管路总成中的空气的湿度，接着再进入气液分离器中分离出大部分液态水，再进入膨胀机中以进行能量回收。
[0021]特别地，在本实施例中，进气管路总成与排气管路总成之间还设有分流支路，分流支路将空压机的出口端中的高温、低湿的空气引入至膨胀机的入口端侧，使得高温、低湿的空气与低温、高湿的空气混合，提高膨胀机上游的空气的温度，降低空气湿度，降低进入膨胀机的空气形成水滴的概率，从而降低膨胀机发生故障的风险，延长膨胀机的使用寿命。
[0022]附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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获得其他的附图。
[0024]图1为根据本专利技术其中一个实施例提供的燃料电池气路系统的示意图。
[0025]附图标记
[0026]1、电堆模块；2、空压机；3、中冷器；4、增湿器；5、气液分离器；6、膨胀机；7、分流支路；8、第一节气门；9、第二节气门；10、过滤器；11、流量计；12、第三节气门；13、尾排消音器；14、排液支路。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本专利技术。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]请参阅图1，本专利技术第一方面提供了一种燃料电池气路系统，该燃料电池气路系统包括电堆模块1、进气管路总成以及排气管路总成。进气管路总成连接于电堆模块1的入口端并包括沿气流方向依次连接的空压机2、中冷器3以及增湿器4。排气管路总成连接于电堆模块1的出口端并包括沿气流方向依次连接的增湿器4、气液分离器5以及膨胀机6。其中，进气管路总成与排气管路总成之间设有分流支路7，分流支路7的一端连接于空压机2与中冷器3之间，另一端连接于气液分离器5与膨胀机6之间。
[0033]具体地，电堆模块1是燃料电池的核心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池气路系统，其特征在于，所述燃料电池气路系统包括：电堆模块(1)；进气管路总成，连接于所述电堆模块(1)的入口端并包括沿气流方向依次连接的空压机(2)、中冷器(3)以及增湿器(4)；以及排气管路总成，连接于所述电堆模块(1)的出口端并包括沿气流方向依次连接的所述增湿器(4)、气液分离器(5)以及膨胀机(6)；其中，所述进气管路总成与所述排气管路总成之间设有分流支路(7)，所述分流支路(7)的一端连接于所述空压机(2)与所述中冷器(3)之间，另一端连接于所述气液分离器(5)与所述膨胀机(6)之间。2.根据权利要求1所述的燃料电池气路系统，其特征在于，所述进气分流支路(7)设有第一节气门(8)。3.根据权利要求1所述的燃料电池气路系统，其特征在于，所述进气管路总成还包括过滤器(10)和流量计(11)，所述过滤器(10)与所述流量计(11)均设置于所述空压机(2)的上游，所述流量计(11)位于所述过滤器(10)与所述空压机(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志斌，尹志伟，沈干，
申请(专利权)人：氢通上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：