车辆用燃料电池系统技术方案

公开一种车辆用燃料电池系统。根据本发明专利技术的一个方面，能够提供一种车辆用燃料电池系统，具备喷射器和燃料电池组，具备把所述燃料电池组排出的残余氢及水分引导至所述喷射器，使得再供应给所述燃料电池组的再循环管路，其包括：冷却部，其配置于所述再循环管路上，使所述燃料电池组排出的残余氢及水分冷却；以及集水部，其使经过所述冷却部的残余氢及水分一部分液滴化并排出外部，其余供应给所述喷射器。

【技术实现步骤摘要】
车辆用燃料电池系统
本专利技术涉及车辆用燃料电池系统，更详细而言，涉及一种能够有效调节向燃料电池组循环的水分量的车辆用燃料电池系统。
技术介绍
氢燃料电池车辆作为环保的未来型车辆正倍受瞩目。氢燃料电池车辆中使用的燃料电池系统可以包括：燃料电池组，其从反应气体的电化学反应产生电能；氢供应系统，其向燃料电池组供应作为燃料的氢；空气供应系统，其向燃料电池组供应包含作为电化学反应所需氧化剂的氧的空气；热及水分管理系统，其使作为燃料电池组的电化学反应副产物的热释放到外部，把燃料电池组的运转温度控制为最佳，执行水分管理功能。图1是概略性地图示燃料电池组的原理的概念图。如图1所示，在燃料电池组中，具备作为阳极发挥功能的阳极(anode)和作为阴极发挥功能的阴极(cathode)，在阳极，供应氢作为燃料，在阴极，供应氧作为氧化剂。另外，在阳极与阴极之间配置有薄膜(membrane)，阳极生成的氢阳离子(H+)通过薄膜向阴极电极移动。燃料电池组内的整体反应如以下化学式所示，供应作为燃料的氢和作为氧化剂的氧并反应后，生成电能、热及水分。【化学式】此时，氢阳离子通过薄膜的移动，在薄膜被适当水化活跃地移动，在这种情况下，由于离子传递阻抗小，所以性能及耐久性变得优秀。因此，供应的氢或氧化剂被加湿并供应，使得薄膜能够含有充分的水分。此时，因水分去除不足而造成不饱和加湿状态时，薄膜干燥而使离子传递阻力变大，从而导致氢氧离子的移动降低，性能也降低。此外，入股过产生上述的不饱和状况，还会产生薄膜的损伤。相反，如果水分过多，则会产生过饱和加湿，此时燃料电池组内的氢或氧的移动受阻，引起催化剂损伤等，产生内部结构显著下降的问题。因此需要开发一种能够适宜地调节向燃料电池组供应的水分量燃料电池组。
技术实现思路
（要解决的技术问题）本专利技术旨在提供一种能够适宜地调节向燃料电池组供应的水分量的车辆用燃料电池系统。（解决问题的手段）根据本专利技术的一个方面，能够提供一种车辆用燃料电池系统，具备喷射器和燃料电池组，具备把所述燃料电池组排出的残余氢及水分引导至所述喷射器，使得再供应给所述燃料电池组的再循环管路，其包括：冷却部，其配置于所述再循环管路上，使所述燃料电池组排出的残余氢及水分冷却；以及集水部，其使经过所述冷却部的残余氢及水分一部分液滴化并排出外部，其余供应给所述喷射器。此时，所述冷却部可以使所述燃料电池组排出的残余氢及水分冷却至常温。另外，所述冷却部可以包括空冷式散热器。另外，所述冷却部可以包括：热交换器，其使所述燃料电池组排出的残余氢及水分与外气进行热交换；第1空气供应管路，其向所述热交换器引导外气；以及第2空气供应管路，其把所述第1空气供应管路中热交换的空气供应给所述燃料电池组。此时，所述冷却部可以包括：旁路管路，其从所述第1空气供应管路分支，连接到所述第2空气供应管路；以及三通阀，其配备于所述旁路管路的分支点。另外，所述冷却部可以包括：空气过滤器，其配备于所述第1空气供应管路；以及空气泵，其配备于所述第2空气供应管路。(专利技术的效果)本专利技术实施例的车辆用燃料电池系统使燃料电池组排出的残余氢及水分冷却至既定温度，从而能够使集水部中的水分捕集能力增大，适宜地调节再循环至燃料电池组的水分量。附图说明图1是概略地图示燃料电池组的基本原理的概念图。图2是显示本专利技术第1实施例的车辆用燃料电池系统的概念图。图3是显示本专利技术第2实施例的车辆用燃料电池系统的概念图。（标号说明）100:车辆用燃料电池系统110:喷射器120:燃料电池组130:再循环管路140:冷却部150:集水部200:车辆用燃料电池系统210:喷射器220:燃料电池组230:再循环管路240:冷却部241:热交换器242:第1空气供应管路243:第2空气供应管路244:空气过滤器245:空气泵246:旁路管路247:三通阀250:集水部具体实施方式下面参考附图，对本专利技术实施例的车辆用燃料电池系统进行说明。图2是显示本专利技术第1实施例的车辆用燃料电池系统的概念图。如图2所示，本实施例的车辆用燃料电池系统100可以具备喷射器110及燃料电池组120。喷射器110可以向燃料电池组120供应低压的氢。另外，喷射器110执行利用高压氢通过喷嘴(缩小喷嘴或缩小-扩大喷嘴)时因高速的氢喷射流所形成的低压，从燃料电池组120的阳极(anode)吸入未反应的残余氢并使之再循环的功能。如上所述的喷射器110在车辆用燃料电池系统中已经公知，因而省略详细说明。(作为喷射器(ejector)相关在先专利，有美国注册专利第7320840号、美国公开专利第2009-0155641号等。)燃料电池组120使喷射器110供应的氢与作为氧化剂的氧反应，生成电能。上面已参照图1说明了燃料电池组120生成电能的原理。另外，燃料电池组120在车辆用燃料电池系统中已经公知，因此，省略对内部构成的详细说明。下面简要说明如上所述的喷射器110及燃料电池组120的运转，喷射器110从燃料供应部(图中未示出)获得氢供应，调节获得供应的氢的压力，提供给燃料电池组120。此时，在喷射器110向燃料电池组120提供的氢中包含水分，所述的水分可以通过后述的再循环管路130进行供应。优选地，如参照所述图1所作的说明，为了燃料电池组120的最佳效率，通过喷射器110向燃料电池组120供应的燃料气体(氢及水分)的相对湿度可以保持在100%。另一方面，燃料电池组120使通过喷射器110获得供应的氢与空气中的氧反应，生成电能。此时，向燃料电池组120供应的空气及氧可以由外气充当。另外，一般而言，在燃料电池组120中，供应比燃料电池组120内反应量多的氢及氧。即，通过喷射器110供应的氢或从外气供应的氧一部分用于在燃料电池组120内引起反应、生成电能，其余的残余氢及氧重新排出到外部。更具体而言，在燃料电池组120内用于反应后剩余的氧(即，空气)重新排出到外气，残余氢通过再循环管路130从燃料电池组120排出。此时，在燃料电池组120内，由于氢及氧间的反应而生成水分(H2O)，生成的水分也与残余氢一同通过再循环管路130排出。再循环管路130把燃料电池组120中生成的水分和残余氢重新供应给喷射器110。此时，在燃料电池组120内，借助于氢及氧间的反应，持续地生成水分，在系统内除必需的水分(即，从喷射器110向燃料电池组120供应氢时，用于调节相对湿度的水分)之外，需要把多余水分排出到外部。这是因为，当系统内水分过多，出现过饱和加湿时，系统的效率将会降低(参考图1。本实施例的车辆用燃料电池系统100为了如上所述的再循环管路130的水分调节，可以具备冷却部140及集水部150。冷却部140配置于再循环管路130上，把从燃料电池组120排出的残余氢及水分冷却至既定程度。排出到燃料电池组120的残余氢及水分通常可以形成摄氏60～80度的温度。冷却部140能够把如上所述的残余氢及水分冷却至常温(大致为摄氏25度)，促进水分凝集。如图2所示，冷却部140可以包括空冷式散热器140。如上所述的空冷式散热器140可以有用地用于在使费用或制造上的困难实现最小化的同时，把燃料电池组120排出的残余氢及水分冷却至常温程度。另一方面，经过冷却部140的残余氢及水分经集水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆用燃料电池系统，其具备喷射器和燃料电池组，具备把所述燃料电池组排出的残余氢及水分引导至所述喷射器，使得再供应给所述燃料电池组的再循环管路，所述车辆用燃料电池系统还包括：冷却部，其配置于所述再循环管路上，使所述燃料电池组排出的残余氢及水分冷却；以及集水部，其使经过所述冷却部的残余氢及水分一部分液滴化并排出外部，其余供应给所述喷射器。

【技术特征摘要】
2012.09.06 KR 10-2012-00985731.一种车辆用燃料电池系统，其具备喷射器和燃料电池组，具备把所述燃料电池组排出的残余氢及水分引导至所述喷射器，使得再供应给所述燃料电池组的再循环管路，所述车辆用燃料电池系统还包括：冷却部，其配置于所述再循环管路上，使所述燃料电池组排出的残余氢及水分冷却；以及集水部，其使经过所述冷却部的残余氢及水分一部分液滴化并排出外部，其余供应给所述喷射器；所述冷却部包括：热交换器，其使所述燃料电池组排出的残余氢及水分与外气进行热交换；第1空气供应管路，其向...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正焄，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR