[實用新型]一種具有氫循環及換熱功能的燃料電池系統結構

有效

• 申請號: 201721798020.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN207637957U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張寶;王仁芳;侯中軍;邢丹敏
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/6554;H01M10/6564;H01M10/6568
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本實用新型提供一種具有氫循環及換熱功能的燃料電池系統結構，包括：至少一個燃料電池堆；中間連接板，與至少一個燃料電池堆固定連接，中間連接板的一端面與前端端板的氫氣進出通道和冷卻液出口連接，另一端面設置氫氣總進口、氫氣總出口和冷卻液總出口；氫氣匯流盒，安裝于氫氣總進口的周圍且氫氣匯流盒一側設置的氫氣出口和冷卻液進口與氫氣總進口及冷卻液出口分別連接；氫氣匯流盒的另一側設置有濕氫氣進口、干氫氣進口和冷卻液出口；氫氣循環泵；氣液分離器和保溫管路。本實用新型使用具備集成功能的元件，利用氫循環泵及保溫管路等，實現氫氣的高效利用，在提升燃料電池系統高功率輸出性能的同時使其體積最小化。

技術領域

本實用新型涉及質子交換膜燃料電池領域，尤其涉及一種具有氫循環及換熱功能的燃料電池系統結構。

背景技術

由于質子交換膜燃料電池具有可在室溫下快速啟動、無電解液流失、水易排出、壽命長、比功率與比能量高等突出特點，適合于作為車輛等運載工具的動力系統。通常，燃料電池系統的核心元件燃料電池堆必須使用濕潤的氧化劑氣體(空氣)和還原劑氣體(氫氣)才能對外持續供電，或者至少二者之一應該是濕潤的。采用空氣增濕的方式，燃料電池系統在低載時容易保證平穩運行，相比之下更易于實現。作為乘用車的主要驅動能量產生裝置，燃料電池系統一般被安裝于發動機室，這就要求其體積盡可能的小。那么，采用氫氣循環的方式對新進入管路的干氫氣進行增濕是一種高效的增濕方式，一方面可以提高氫氣利用率，另一方面可以節省一部分系統空間，尤其是對于系統的高功率輸出具有重要意義。值得一提的是，當前，氫氣循環的過程中并沒有對新進入的氫氣進行升溫操作，這會對燃料電池堆產生不利影響。同時，氫循環泵的布置方式往往是直接安裝于固定板之上，對于減振效果的優化有待提高。

因此，有必要提供一種可以實現上述功能且高度集成于最少的零件之上的裝置，在滿足性能要求的同時，提升系統各項指標。

實用新型內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種燃料電池系統的氫循環及換熱裝置。本實用新型使用具備集成功能的元件，利用氫循環泵及保溫管路等，實現氫氣的高效利用，在提升燃料電池系統高功率輸出性能的同時使其體積最小化。

本實用新型采用的技術手段如下：

一種具有氫循環及換熱功能的燃料電池系統結構，其特征在于，包括：

至少一個燃料電池堆；

中間連接板，與至少一個所述燃料電池堆固定連接，所述中間連接板的一端面通過其上設置的溝槽與所述燃料電池堆的所述前端端板的氫氣進出通道和冷卻液出口連接，并按預設的位置在所述中間連接板的另一端面設置氫氣總進口、氫氣總出口和冷卻液總出口；

氫氣匯流盒，安裝于所述中間連接板的所述氫氣總進口的周圍且所述氫氣匯流盒一側設置的氫氣出口和冷卻液進口與所述氫氣總進口及所述冷卻液出口分別連接；所述氫氣匯流盒的另一側設置有濕氫氣進口、干氫氣進口和冷卻液出口；

氫氣循環泵，具有濕氫氣流入口和濕氫氣排出口；

氣液分離器，連接于所述中間連接板的所述氫氣總出口與所述氫氣循環泵的所述濕氫氣流入口之間；

保溫管路，用于連接所述濕氫氣排出口和所述濕氫氣進口。

進一步地，所述燃料電池堆是由多節單電池堆疊而成的層疊體受到后端端板和前端端板的夾持構成的。

進一步地，所述氫氣匯流盒上沿其壁部邊沿內緣及各進出口外沿周邊布置有用于密封的U型截面溝槽。U型截面溝槽適用于各種結構形式的密封件，密封效果好，易于加工制造。