[實用新型]一種用于燃料電池系統的氫氣循環系統

有效

• 申請號: 201820162524.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN207426025U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 王朝云;張永兵;程宏波;夏飛;劉士廣;邢春美
• 申請（專利權）人: 安徽明天氫能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/1007;H01M8/04082
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本實用新型公開了一種用于燃料電池系統的氫氣循環系統，包括儲氫瓶、減壓閥、引射器、電堆、氫循環泵、水汽分離器；儲氫瓶輸出端與減壓閥輸入端相連通，減壓閥輸出端與引射器輸入端相連通，引射器輸出端與電堆陽極入口相連通；電堆陽極出口與水汽分離器輸入端相連通，水汽分離器輸出端與氫循環泵輸入端相連通，氫循環泵輸出端與引射器輸入端相連通。本實用新型提高了電堆陽極出口未反應氫氣的壓力，即提高了再循環氫氣進入引射器引射口的壓力，增加了氫氣循環系統的氫氣循環量，保證了引射器的工作性能，提高了引射比，降低了氫氣循環泵的功耗和加工難度，具有良好的使用與推廣價值。

技術領域

本實用新型屬于燃料電池領域，涉及一種燃料電池動力系統，尤其涉及一種用于燃料電池系統的氫氣循環系統。

背景技術

燃料電池汽車是新能源汽車的一種，具有清潔、環保、能量效率高、運行平穩、無噪聲等優點。對于燃料電池汽車來說，最重要的是燃料電池系統,目前車用燃料電池主要采用的是質子交換膜燃料電池。質子交換膜燃料電池是通過氫氣和氧氣的催化氧化反應，將化學能轉換為電能，并且生成物只有水。

燃料電池系統一般由空氣供給系統、氫氣供給系統、水熱管理系統以及系統控制四部分構成。其中氫氣供給系統又有陽極閉端和氫氣循環兩種方式。由于燃料電池在工作過程當中并不能將所提供的氫氣完全利用，會有一部分的未利用的氫氣，陽極閉端方法是將未利用的氫氣排出電堆。氫氣循環方式則是將未反應的氫氣進行再利用，從而提高氫氣的利用率，同時氫氣循環還能改善電堆內的水平衡避免電堆內發生水淹，提高電堆的工作效率。氫氣循環系統當中的循環裝置的工作性能直接影響了氫氣循環效果。

目前常用的氫氣循環裝置有引射器和氫氣循環泵，引射器是機械部件，通過將高壓氫氣當中的壓力能轉化為動能，將再循環氫氣通過引射口吸入到引射器當中進行，工作流體和再循環氫氣在引射器中充分混合從引射器出口流入電堆。引射器具有結構簡單、質量輕以及工作不消耗電能等優點，但是引射器的工作性能受引射器工作條件影響比較大，如電堆陽極出入口的壓力。氫氣循環泵是一種增加裝置，工作受電堆陽極出入口的壓力影響比較小，但是氫氣循環泵的成本和體積都較大，當氫氣循環泵在大流量和高壓比工況下工作時，所需的功率很大，提高了燃料電池系統的寄生功耗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種用于燃料電池系統的氫氣循環系統，提高了電堆陽極出口未反應氫氣的壓力，即提高再循環氫氣進入引射器引射口的壓力，以此來提高引射器的工作性能，提高引射比。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種用于燃料電池系統的氫氣循環系統，包括儲氫瓶、減壓閥、引射器、電堆、氫循環泵、水汽分離器；

所述儲氫瓶輸出端與減壓閥輸入端相連通，減壓閥輸出端與引射器輸入端相連通，引射器輸出端與電堆陽極入口相連通；

所述電堆陽極出口與水汽分離器輸入端相連通，水汽分離器輸出端與氫循環泵輸入端相連通，氫循環泵輸出端與引射器輸入端相連通；

所述減壓閥輸出端與引射器輸入端之間旁接有第一溫度壓力傳感器，引射器輸出端與電堆陽極入口之間旁接有第二溫度壓力傳感器，水汽分離器輸出端與氫循環泵輸入端之間旁接有第三溫度壓力傳感器。

進一步地，所述減壓閥與CPU相連，減壓閥用于將儲氫瓶的高壓氫氣壓力降低到引射器能夠正常工作的壓力值。

進一步地，所述第一溫度壓力傳感器、第二溫度壓力傳感器、第三溫度壓力傳感器均與ECU相連，用于將燃料電池系統各部分的壓力和溫度檢測值傳遞給ECU。