[發明專利]利用加壓儲存的氫氣的空氣供應裝置及空氣供應系統

有效

• 申請號: 201310485579.0
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103904346A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 孫基碩
• 申請（專利權）人: 現代摩比斯株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/22
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及空氣供應裝置和空氣供應系統，尤其涉及利用加壓儲存的氫氣的空氣壓縮供應裝置和空氣供應系統。

背景技術

目前隨著油價的飆升，消費者對環境的關注度上升，需要開發能夠代替內燃機汽車的燃料效率高、使用環保能源的汽車。為了滿足這種需求，很多汽車公司都在開發著采用替代能源的汽車。

這些采用替代能源的汽車中，以氫氣為燃料，燃料化學反應后的產物只有氧氣和水的燃料電池汽車，被認為是最有實效的替代方案。這種燃料電池汽車是一種利用電力轉動電動機，以驅動的電動汽車。

如圖1及圖2為顯示適用本發明的燃料電池系統的結構圖。

如圖1所示，本發明的燃料電池系統大體包括：氫氣供應系統30、空氣供應系統20、熱氣及水管理系統40、排氣系統17及燃料處理驅動部(Fuel?processing?driver)7，其中燃料處理驅動部通過控制各種閥和氫氣再循環鼓風機9，以在非正常情況下采取安全動作。

其中，空氣供應系統20向燃料電池的堆(stack)10供應空氣，用于與氫氣反應。

尤其，所述空氣供應系統20由空氣壓縮機1及串聯于所述空氣壓縮機1的空氣加濕器2構成，使所述空氣壓縮機1的空氣通過所述空氣加濕器2，供應至所述堆(stack)10。

并且，其中熱氣及水管理系統40的作用是保持向燃料電池的堆(stack)10供應的冷卻水的均衡，使所述堆(stack)10的熱保持適當的溫度。

進一步說明熱氣及水管理系統40，其具備冷卻水泵12，以循環堆(stack)10的冷卻水；以及溫度調節器13，其調節來自所述冷卻水泵12的冷卻水的溫度。并且，冷卻裝置14連接于所述溫度調節器13，對冷卻水進行冷卻。并且，三向閥15連接于所述冷卻裝置14或溫度調節器13，根據循環于堆(stack)10的冷卻水的溫度變更流路。并且，離子過濾器16連接于所述三向閥15，去除向堆(stack)10供應的冷卻水中的離子。

另外，氫氣供應系統30向所述堆(stack)10供應氫氣。

在氫氣供應系統30，儲存氫氣的罐，即氫氣氣缸3連接減壓裝置4，對高壓壓縮的氫氣減壓。并且，所述減壓裝置4連接氫氣切斷閥5，用于在非正常情況時切斷氫氣供應。并且，所述氫氣切斷閥5連接氫氣供應閥6，使得能夠控制調節供應于堆(stack)10的氫氣的壓力。并且，具備噴射器8，其混合通過所述氫氣供應閥6供應的氫氣和經再循環的氫氣，并供應給堆(stack)10。并且，具備氫氣再循環鼓風機9，其連接于氫氣加濕器11，將剩余的燃料再循環給所述噴射器8，其中所述氫氣加濕器11連接于堆(stack)10，以加濕從所述堆(stack)10排出并再循環的氫氣。

并且，包括燃料處理驅動器7，其控制所述氫氣供應閥6、氫氣再循環鼓風機9及排氣系統17，在非正常情況下采取安全動作。

旨在向這種堆(stack)持續供應空氣的空氣壓縮機1，為了堆(stack)中的反應充分，將空氣加壓至0.3bar左右，或通過加壓系統加壓至0.6bar左右并供應，利用連接于電力驅動電機的葉輪，吸入/空氣壓縮后供應給堆(stack)。

圖3a及3b顯示用作空氣壓縮機的一般形態的渦輪鼓風機200及其構成要素，即葉輪210。

這種空氣壓縮機，其問題點是具有包括葉輪210在內的眾多構成部件，導致了系統復雜化及非經濟性；高速旋轉的葉輪210由于質量不均衡且旋轉不對稱，軸承的影響等，引起極大噪音和震動，從而導致了駕駛員噪音震動(NVH,noise,vibration,harshness)感性品質的下降；由于適用了使用高電壓的電機，因此導致了電力消耗，并且需要用于控制壓縮機的電機速度的控制器。

發明內容

技術問題

本發明旨在解決如上所述問題，提供一種利用減壓裝置減壓之前的加壓儲存的氫氣的新型空氣供應裝置及其空氣供應系統。

技術方案

本發明提供一種空氣壓縮裝置，其包括：氣缸，其具有被分離帶分隔的氫氣室及空氣室；活塞，其能夠相對于所述分離帶移動；氫氣吸入部，其向氣缸的氫氣室供應氫氣；氫氣排出部，其排出氫氣室內的氫氣；空氣吸入部，其向所述空氣室供應空氣；以及空氣排出部，其排出所述空氣室內的空氣。

另外，根據本發明，氫氣吸入部上可以附加連接氫氣供應閥。

另外，根據本發明，供應至氫氣供應閥的高壓氫氣，由減壓裝置減壓之前的氫氣氣缸供應。

另外，根據本發明，所述活塞可以具備兩側表面，兩側表面通過彈簧連接，兩側表面在分離帶停止動作。