[發(fā)明專利]燃料電池供氣系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710188878.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106784923A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊鎧;歐陽啟;翟雙;劉德華;胡哲;林琦
• 申請（專利權(quán)）人: 上海重塑能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04082;H01M8/04089
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 顧正超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池供氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池是一種能把存儲在燃料中的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。在使用過程中，需要使用燃料電池供氣系統(tǒng)從空氣中的吸取氧氣作為氧化劑完成電化學(xué)反應(yīng)。實際上，由于燃料電池中電堆的不同特性，反應(yīng)過程中需要的燃料電池供氣系統(tǒng)的特性要求也不一樣。由于燃料電池電堆運行條件嚴苛，一般而言，其供氣系統(tǒng)側(cè)的空壓機需要提供嚴格可控壓強、溫度和流量的空氣進入電堆，保證反應(yīng)的高效進行。而由熱力學(xué)過程可以知道，當進入空壓機中的氣體受到外力做功被壓縮時，會造成溫度的顯著上升，為了保證進入電堆的溫度控制，空氣必須在進堆之前通過中冷器進行冷卻。

在通常情況下，燃料電池系統(tǒng)中的供氣系統(tǒng)將空壓機和中冷器分別獨立設(shè)計和安裝，如圖1所示。空壓機1’與中冷器2’分別作為單獨部件獨立安裝并通過一段軟管3’將空壓機1’的出風口和中冷器2’的入風口連接起來。工作過程中，空壓機1’出風口的溫度由于負載情況的快速變化而改變，并可能達到將近180攝氏度。這一惡劣的工況要求軟管3’在高溫下要有抗熱沖擊和抗高溫的能力，容易造成軟管壽命的下降，并在某些特定振動條件下有脫落的風險。在某些設(shè)計中，為了避免軟管3’的這些缺點，會將設(shè)計改為金屬管，然而這又會造成成本的增加，也會相應(yīng)喪失安裝的靈活性。同時，這種供氣系統(tǒng)的設(shè)計，由于在燃料電池工作過程中電堆內(nèi)的空氣壓力較空壓機1’入風口高，在運行過程中，有可能會形成負壓，這樣的情況下會造成電堆欠氣現(xiàn)象的發(fā)生，影響電堆正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種燃料電池供氣系統(tǒng)，以在保證電堆正常運行的基礎(chǔ)上，簡化了供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了集成度，降低了原有耗材所帶來的失效風險和安裝難度，并增加了燃料電池的安全性。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種燃料電池供氣系統(tǒng)，其包括空壓機和中冷器，所述空壓機的出風口與所述中冷器的入風口機械連接，所述中冷器的出風口與所述燃料電池中電堆的入口相通。

進一步的，所述空壓機的入風口設(shè)有單向止回閥。

進一步的，所述單向止回閥為可調(diào)閥門。

進一步的，還包括空氣濾清器，所述空壓機的入風口與所述空氣濾清器連接。

進一步的，所述中冷器的出風口通過通風管道與所述電堆的入口相通。

進一步的，所述通風管道為軟性管道或剛性管道。

進一步的，所述空壓機的出風口與所述中冷器的入風口為一體成型的剛性結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的燃料電池供氣系統(tǒng)通過直接將空壓機的出風口與中冷器的入風口機械連接，簡化了供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的集成度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用軟管連接而造成的成本增加和失效風險，并且，由于空壓機和電堆共用一中冷器作為冷卻系統(tǒng)，空壓機出風口的空氣可以直接被冷卻到電堆要求的入口溫度后進入電堆，保證電堆的正常運行。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的燃料電池供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的燃料電池供氣系統(tǒng)中空壓機和中冷器的組合結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1至3中，

1’、1：空壓機；2’、2：中冷器；3’：軟管；3：電堆；4：單向止回閥；5：空氣濾清器；6：通風管道。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的燃料電池供氣系統(tǒng)作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本發(fā)明的核心思想在于，提供一種燃料電池供氣系統(tǒng)，其通過直接將空壓機的出風口與中冷器的入風口機械連接，簡化了供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的集成度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用軟管連接而造成的成本增加和失效風險，并且，由于空壓機和電堆共用一中冷器作為冷卻系統(tǒng)，空壓機出風口的空氣可以直接被冷卻到電堆要求的入口溫度后進入電堆，保證電堆的正常運行。

請參考圖2和圖3，圖2為本發(fā)明實施例提供的燃料電池供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的燃料電池供氣系統(tǒng)中空壓機和中冷器的組合結(jié)構(gòu)示意圖。