[發明專利]燃料電池系統

有效

• 申請號: 201911271566.7
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN112993314B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 徐佳;孫星岑;郭賢柱;張慶華;崔天宇;馬曉原
• 申請（專利權）人: 未勢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04089;H01M8/04701;H01M8/2457
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 黃溪;劉芳

本發明提供一種燃料電池系統，該燃料電池系統包括電堆、氫氣供給系統以及氣液分離器；所述氫氣供給系統包括第一管路，所述第一管路與所述電堆陽極的入口連接；所述氣液分離器的流體入口與所述電堆陽極的出口連接；所述第一管路包括吸熱段，所述吸熱段位于所述氣液分離器處，所述第一管路內的氫氣吸收所述氣液分離器的熱量。本發明提供的燃料電池系統利用氣液分離器加熱氫氣，結構簡單。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池系統。

背景技術

燃料電池系統是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的裝置，燃料可以為氫氣。

燃料電池系統包括電堆以及空氣供給系統、氫氣供給系統、冷卻系統、氣液分離器等。氫氣供給系統與電堆陽極的入口連接以提供氫氣，空氣供給系統與電堆陰極入口連接，以提供氧氣。氫氣與氧氣在電堆處發生反應生成電流。在電堆陽極側出口處排出含有氫氣的混合流體，混合流體進入氣液分離器，并分離出氫氣和水，氫氣導入氫氣供給系統重復利用。

氫氣供給系統中的氫氣溫度較低，而從電堆陽極側排出的氫氣溫度高，兩部分氫氣混合時，會造成氫氣中的水汽凝結為液態水，液態水進入電堆會損傷電堆。因此，常在氫氣供給系統中的注氫管路上設置熱交換器，以提高注氫管路內的氫氣溫度。熱交換器內設有氫氣流道和供換熱介質流通的流道。

通過設置熱交換器提高注氫管路中氫氣溫度的方式，會導致燃料電池系統結構復雜。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例提供一種燃料電池系統，通過氣液分離器加熱氫氣，防止液體水進入電堆，結構簡單。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

本發明實施例提供一種燃料電池系統，其包括：電堆、氫氣供給系統以及氣液分離器；所述氫氣供給系統包括第一管路，所述第一管路與所述電堆陽極的入口連接；所述氣液分離器的流體入口與所述電堆陽極的出口連接；所述第一管路包括吸熱段，所述吸熱段位于所述氣液分離器處，所述第一管路內的氫氣吸收所述氣液分離器的熱量。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述吸熱段圍設在所述氣液分離器至少部分外壁的外側。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述氣液分離器包括圓柱狀的殼體，所述吸熱段沿所述殼體的軸向螺旋盤繞，使得吸熱段圍設在圓柱狀殼體周向的外側，覆蓋面積大，換熱效率高。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述吸熱段入口與所述流體入口位于所述殼體的同一端。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述氫氣供給系統還包括氫噴閥，所述氫噴閥設置在所述第一管路上。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述燃料電池系統還包括第二管路，所述第二管路第一端與所述氣液分離器的排氣口連通，所述第二管路第二端與所述第一管路連通。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述第二管路上還設有循環泵，便于氣液分離器分離出的氫氣在第二管路內流動。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述燃料電池系統還包括引射器，所述引射器設置在所述第一管路上，所述引射器位于所述氫噴閥與所述電堆之間，所述第二管路第二端與所述引射器連接。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述電堆包括多個堆疊設置的單體電池，所述單體電池包括膜電極組件和兩個極板，兩個所述極板設置在所述膜電極組件的兩側；其中一個所述極板靠近所述膜電極組件的側面設有供氫氣流通的第一流道，所述第一管路與所述第一流道的入口連通，所述氣液分離器的流體入口與所述第一流道的出口連通。

如上所述的燃料電池系統，其中，所述膜電極組件包括：質子交換膜以及催化層、擴散層；所述催化層的個數為兩個，并分別貼合在所述質子交換膜的兩側面上；所述擴散層的個數為兩個，并分別貼合在兩個所述催化層的外側面上。