[發明專利]燃料電池供氧控制裝置

在審

• 申請號: 201910020270.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109524695A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 周明強;梁校鋒;武洪松
• 申請（專利權）人: 中氫新能技術有限公司
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;H01M8/04694;H01M8/0606
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健;張迪

本發明涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種燃料電池供氧控制裝置，包括：電堆，其上設置有空氣進氣口、第二尾氣出氣口、重整氫氣進氣口和第一尾氣出氣口，空氣進氣口與第二尾氣出氣口相連通，重整氫氣進氣口與第一尾氣出氣口相連通，電堆內設置有質子交換膜；風機，其出氣端口與空氣進氣口通過管路相連通；進氣壓力溫度傳感器和流速傳感器依次設置于空氣進氣口與風機的出氣端口之間的管路上；氫氣自控閥門，設置于第一尾氣出氣口處；空氣自控閥門，設置于第二尾氣出氣口處；氧傳感器，設置于與第二尾氣出氣口相連通的管路上。本發明解決了現有燃料電池，氫氣和空氣中的氧氣利用率非常低和在不同海拔，不同氣壓情況下發電功率下降的問題。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體為一種燃料電池供氧控制裝置。

背景技術

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置，又稱電化學發電器，它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之后的第四種發電技術，由于燃料電池是通過電化學反應把燃料化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，不受卡諾循環效應的限制，因此效率高，另外燃料電池用燃料和氧氣作為原料，同時沒有機械傳動部件，故沒有噪聲污染，排放出的有害氣體極少。由此可見從節約能源和保護生態環境的角度來看，燃料電池是最有發展前途的發電技術。

甲醇重整制氫燃料電池發電過程中，由于制出的混合氣體中氫氣含量為70％左右，二氧化碳為30％，所以混合氣體通過燃料電池發電不能像純氫低溫燃料電池那樣，加大空氣流量促使氫氣循環完全發電，而是通過氫氣混合氣體與空氣在燃料電池中對流發電，這樣就會有氫氣利用率低的問題，同時現有技術也不能解決在不同海拔，不同氣壓情況下發電功率下降的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種燃料電池供氧控制裝置，解決了現有燃料電池通過空氣和氫氣對流的方式來發電容易導致氫氣和空氣中的氧氣利用率非常低和在不同海拔，不同氣壓情況下發電功率下降的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種燃料電池供氧控制裝置，包括：

電堆，所述電堆上設置有空氣進氣口、第二尾氣出氣口、重整氫氣進氣口和第一尾氣出氣口，所述空氣進氣口與所述第二尾氣出氣口相連通在所述電堆內形成第一流道，所述重整氫氣進氣口與第一尾氣出氣口相連通，在所述電堆內形成第二流道，所述第一流道與所述第二流道內形成對流，且之間設置有質子交換膜，所述質子交換膜兩側設置有催化劑層；

風機，所述風機的出氣端口與所述空氣進氣口通過管路相連通，用于吸入空氣；

進氣壓力溫度傳感器和流速傳感器依次設置于所述空氣進氣口與所述風機的出氣端口之間的管路上，所述進氣壓力傳感器用于收集吸進空氣的溫度與壓力，所述流速傳感器用于監測吸氣空氣的流速，以監測進氣量；

氫氣自控閥門，設置于所述第一尾氣出氣口處；

空氣自控閥門，設置于所述第二尾氣出氣口處；

氧傳感器，設置于與所述第二尾氣出氣口相連通的管路上，用于監測第二尾氣出氣口處尾氣的氧含量。

優選的，所述氧傳感器包括氧敏芯片、引線、引線端子、以及由前往后依次連接的芯片罩組件、六角基座和外殼，所述引線端子位于外殼內，外殼的開口端設有一橡膠堵頭，所述引線穿過橡膠堵頭與引線端子連接，其特征在于：所述六角基座內部設置有前后兩段沉孔，兩段沉孔之間的過渡段設置成倒角錐面，兩段沉孔內由前往后依次安裝有彈性墊圈、前支撐塊、密封塊和后支撐塊，且密封塊的前端面與所述倒角錐面接觸配合；后段沉孔的孔緣向內收口鉚住后支撐塊，后支撐塊受鉚壓而產生一個壓向密封塊的軸向力；前段沉孔的孔底設有一個通向芯片罩組件內部的通孔，所述氧敏芯片依次穿過后支撐塊、密封塊、前支撐塊、彈性墊圈、通孔并伸入到芯片罩組件內。