[實用新型]有助于燃料電池增濕和低溫啟動的輔助系統

有效

• 申請號: 201821616461.1
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN208797107U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 汪飛杰;楚天闊;谷軍;解蒙
• 申請（專利權）人: 河南豫氫動力有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04225;H01M8/04223;H01M8/04014;H01M8/04291;H01M8/0432;H01M8/04701;H01M8/0662
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本實用新型涉及有助于燃料電池增濕和低溫啟動的輔助系統，包括空氣增濕管路和氫氣循環管路，空氣增濕管路包括依次連接的空氣壓縮機、空氣中冷器、空氣增濕器和空氣分水器，空氣分水器的頂部出氣口連接燃料電池電堆的空氣入口，氫氣循環管路包括依次連接的氫氣分水器和氫氣循環泵，氫氣分水器的進氣口連接燃料電池電堆的氫氣出口，氫氣循環泵的出口連接燃料電池電堆的氫氣入口，氫氣分水器的排水口還通過氫氣路排水管路連接空氣分水器的進水口。與現有技術相比，本實用新型增加了燃料電池系統的功能性，降低了對增濕器的增濕能力的依賴，加快了低溫啟動和常溫熱機速度，同時可降低尾排中氫氣濃度，更符合排放法規等。

技術領域

本實用新型屬于燃料電池系統技術領域，涉及一種有助于燃料電池增濕和低溫啟動的輔助系統。

背景技術

質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是以氫氣為燃料，以氧氣為氧化劑的電化學發電裝置。由于其無污染，能量轉換率高和響應速度快等優點，被認為是最清潔和高效的新能源發電裝置。

質子交換膜燃料電池在正常發電時，需要對空氣側進行增濕，不同公司生產的電堆對濕度的要求各不一樣，如果選擇增濕要求高的增濕器，則會相應造成價格成本大大增加。

同時，燃料電池發電過程中，尾排氫氣有多種方式處理，有的直接排放到大氣；有的部分氫氣循環回電堆的氫氣入口，提高氫氣利用率，部分排放至大氣；有的引入至空氣出口，用空氣進行稀釋。這些方式都存在一定缺點，如若將氫氣循環回電堆的氫氣入口直接利用，很容易將燃料電池發電過程中產生的液態水等也一并帶入，進而造成電堆水淹等問題。

此外，燃料電池低溫冷啟動是全球科研單位和企業研究燃料電池的重點。面對如何快速有效的將處于零下的燃料電池堆迅速升溫到適合運行的溫度，現有常規的方式是通過設置額外的加熱元件對循環冷卻液或電堆端板加熱，也有啟動時減少燃料供給，降低電堆電壓，提高本身的熱效率等。這些方式要么會在燃料電池電堆上添加過多的非必要元件，使得結構臃腫，或會降低燃料電池的啟動功率，都不是理想的實現低溫啟動的方式。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種有助于燃料電池增濕和低溫啟動的輔助系統，增加了燃料電池系統的功能性，降低了對增濕器的增濕能力的依賴，加快了低溫啟動和常溫熱機速度，同時可降低尾排中氫氣濃度，更符合排放法規。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種有助于燃料電池增濕和低溫啟動的輔助系統，包括連接燃料電池電堆的空氣入口的空氣增濕管路，以及分別連接所述燃料電池電堆的氫氣出口和氫氣入口的氫氣循環管路，

所述空氣增濕管路包括依次連接的空氣壓縮機、空氣中冷器、空氣增濕器和空氣分水器，其中，空氣分水器的頂部出氣口連接所述燃料電池電堆的空氣入口，

所述的氫氣循環管路包括依次連接的氫氣分水器和氫氣循環泵，其中，氫氣分水器的進氣口連接所述燃料電池電堆的氫氣出口，氫氣循環泵的出口連接所述燃料電池電堆的氫氣入口，

所述氫氣分水器的排水口還通過帶有氫氣路排水閥的氫氣路排水管路連接所述空氣分水器的進水口。

進一步的，所述的空氣增濕器的出口還另引一條連接空氣尾排管的調壓管路，在調壓管路上設有空氣背壓閥。

進一步的，所述的燃料電池電堆的反應氣出口還連接所述空氣增濕器的入口。

進一步的，所述的氫氣分水器呈空心筒體狀，其底部設有所述排水口以及位于排水口上方的所述進氣口，頂部連接所述氫氣循環泵的入口。

更進一步的，所述的氫氣分水器的頂部還另引一條排氫管路連接空氣尾排管，在排氫管路上設有氫氣路排氫閥。