[發(fā)明專利]壓差調(diào)節(jié)閥和燃料電池的反應(yīng)物供給系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111022716B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 都京;王宇鵬;趙子亮;馬秋玉;趙洪輝;丁天威;黃興
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F16K17/06
• 分類號: F16K17/06;F16K17/04
• 代理公司: 北京遠智匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發(fā)明屬于汽車燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種壓差調(diào)節(jié)閥和燃料電池的反應(yīng)物供給系統(tǒng)，壓差調(diào)節(jié)閥包括主閥體、堵頭、閥針和調(diào)節(jié)組件，主閥體的內(nèi)部設(shè)有閥針活動腔和控制腔，閥針活動腔的兩端設(shè)有第一通氣孔；堵頭設(shè)置在第一通氣孔的外側(cè)，堵頭設(shè)有第二通氣孔；閥針沿橫向可活動地設(shè)置在閥針活動腔中，閥針的兩端從第一通氣孔凸出并可選擇地密封第二通氣孔；調(diào)節(jié)組件包括調(diào)節(jié)滑塊和彈性撥片，燃料電池的反應(yīng)物供給系統(tǒng)具有該壓差調(diào)節(jié)閥。有益效果：彈性撥片的第一端與調(diào)節(jié)滑塊的間距不同，進而使彈性撥片的可擺動長度不同，進而使閥針需要克服彈性撥片的彈力不同。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓差調(diào)節(jié)閥和燃料電池的反應(yīng)物供給系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電堆是燃料電池系統(tǒng)的核心部件，對于質(zhì)子交換膜燃料電池，其MEA的機械強度十分脆弱，因此對陰、陽極的供氣壓差有著嚴格的限定，以防單邊壓力過大導(dǎo)致MEA破損，從而導(dǎo)致燃料電池電堆損毀。在對燃料電池系統(tǒng)進行臺架試驗時，由于控制系統(tǒng)故障，或執(zhí)行器故障，陰、陽極的壓差失衡是十分常見的現(xiàn)象。燃料電池系統(tǒng)的陰極供氣端通常為空氣壓縮機，若陰極壓力過高，可通過斷電急停使供氣壓力快速下降；但陽極供氣端通常為高壓氫瓶，若陽極壓力過高，即使采用斷電急停策略，其管路中仍存有高壓氫氣，而排氫閥由于其工作特性，通常情況下為默認常閉狀態(tài)，這就使得陽極在極端情況下仍保有較高壓力，雖然陽極側(cè)通常會安裝機械式緊急泄壓閥，但該閥件并不能對壓差作出響應(yīng)，只有當(dāng)陽極壓力超過一定閾值時才會開啟泄壓。因此傳統(tǒng)的燃料電池試驗臺架對于陰、陽極的壓力調(diào)節(jié)均采用電控式，缺乏機械結(jié)構(gòu)保障，一旦當(dāng)電控系統(tǒng)失效或故障，就可能導(dǎo)致陰、陽極壓差失衡、電堆損毀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種壓差調(diào)節(jié)閥和燃料電池的反應(yīng)物供給系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)的燃料電池試驗臺架缺乏機械結(jié)構(gòu)保障，一旦當(dāng)電控系統(tǒng)失效或故障，就可能導(dǎo)致陰、陽極壓差失衡、電堆損毀的問題。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種壓差調(diào)節(jié)閥，包括：

主閥體，所述主閥體的內(nèi)部設(shè)有沿橫向延伸的閥針活動腔和沿縱向延伸的控制腔，所述閥針活動腔與所述控制腔之間連通，所述閥針活動腔的兩端設(shè)有第一通氣孔；

兩個堵頭，所述堵頭設(shè)置在每個所述第一通氣孔的外側(cè)，所述堵頭設(shè)有與所述第一通氣孔連通的第二通氣孔；

閥針，所述閥針沿橫向可活動地設(shè)置在所述閥針活動腔中，所述閥針的兩端從所述第一通氣孔凸出并可選擇地密封所述第二通氣孔；

調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件包括調(diào)節(jié)滑塊和彈性撥片，所述調(diào)節(jié)滑塊沿縱向滑設(shè)在所述控制腔中，所述彈性撥片的第一端卡接在所述閥針上，所述彈性撥片的第二端滑設(shè)在所述調(diào)節(jié)滑塊的內(nèi)部，且所述調(diào)節(jié)滑塊縱向運動時與所述彈性撥片互不干涉。

調(diào)節(jié)組件中的調(diào)節(jié)滑塊能夠沿縱向活動，同時彈性撥片沿縱向穿設(shè)調(diào)節(jié)滑塊并卡接在閥針上，當(dāng)調(diào)節(jié)滑塊的縱向位置不同時，彈性撥片從調(diào)節(jié)滑塊凸出的可擺動長度不同，進而使閥針需要克服彈性撥片的彈力不同，可擺動長度越長，則閥針越容易橫向活動，可擺動長度越短，則閥針越難橫向活動，從而定義為該壓差調(diào)節(jié)閥的高壓差開啟狀態(tài)和低壓差開啟狀態(tài)。

作為上述的壓差調(diào)節(jié)閥的優(yōu)選方案，所述控制腔的內(nèi)壁設(shè)有沿縱向延伸的導(dǎo)向槽，所述調(diào)節(jié)滑塊的邊緣滑設(shè)在所述導(dǎo)向槽中。

導(dǎo)向槽對調(diào)節(jié)滑塊起到沿縱向的導(dǎo)向作用，使調(diào)節(jié)滑塊在滑動過程中不會發(fā)生偏移。

作為上述的壓差調(diào)節(jié)閥的優(yōu)選方案，所述調(diào)節(jié)滑塊包括調(diào)節(jié)桿部和調(diào)節(jié)盤部，所述調(diào)節(jié)桿部沿縱向布置，所述調(diào)節(jié)盤部設(shè)置在所述調(diào)節(jié)桿部朝向所述閥針的一端，所述調(diào)節(jié)盤部滑設(shè)在所述導(dǎo)向槽中并受到向所述閥針運動的力。

調(diào)節(jié)盤部受到靠近閥針的力，進而當(dāng)不施加對調(diào)節(jié)滑塊的控制時，彈性撥片的可擺動長度仍會維持在一個較短的區(qū)域，此時該壓差調(diào)節(jié)閥切換在高壓差開啟狀態(tài)，提高安全性。