[實用新型]燃料電池濕度控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920788072.5
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN210167445U
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 匡金俊;彭輝;彭旭;郭玉平
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳國氫新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04828
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本實用新型公開了一種燃料電池濕度控制系統(tǒng)，包括供空裝置、膜增濕器、濕度傳感器、燃料電池、第一排氣歧管、第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥；供空裝置的出氣端通過膜增濕器的干區(qū)、濕度傳感器與燃料電池的進(jìn)氣端接通；燃料電池的出氣端通過第一排氣歧管、膜增濕器的濕區(qū)與第一調(diào)節(jié)閥接通，并通過第一排氣歧管與第二調(diào)節(jié)閥接通；燃料電池濕度控制系統(tǒng)用于根據(jù)濕度傳感器的監(jiān)測結(jié)果，調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥的開度，以控制送進(jìn)燃料電池的空氣濕度維持于限定范圍內(nèi)；即本實用新型實現(xiàn)了膜增濕器的濕度調(diào)節(jié)功能，無需再使用鼓泡增濕等苛刻增濕方法，為燃料電池的輕便化發(fā)展提供了重要幫助。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及燃料電池領(lǐng)域的技術(shù)方案，特別涉及一種燃料電池濕度控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，具有功率密度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、工作過程安靜等諸多優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注，并在一定范圍內(nèi)取得了成功應(yīng)用。

質(zhì)子交換膜燃料電池由于在低溫下具有良好的工作性能，是目前的開發(fā)熱點(diǎn)，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，要保證其性能、工作穩(wěn)定性、可靠性與壽命，內(nèi)部需要維持特定的溫度、濕度環(huán)境；常規(guī)燃料電池主要通過反應(yīng)氣體外增濕來滿足電極濕度需求，但增濕系統(tǒng)增加了系統(tǒng)復(fù)雜程度，提高了成本，降低了可靠性，且濕度是不可控的，可控濕度其輔助系統(tǒng)極為復(fù)雜，且體積龐大、功耗高，對使用環(huán)境要求苛刻，例如鼓泡增濕，無法集成在車用動力、電源等應(yīng)用場景環(huán)境惡劣。

目前為了解決此類問題，行業(yè)主要采取膜增濕的方法進(jìn)行外增濕，但增濕的效果是相對固定，濕度無法調(diào)節(jié)，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在一些惡劣環(huán)境下使用，會因濕度的問題出現(xiàn)故障，總而降低了整個燃料電池堆的應(yīng)用范圍、可靠性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種燃料電池濕度控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有燃料電池進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)困難的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種燃料電池濕度控制系統(tǒng)，包括供空裝置、膜增濕器、濕度傳感器、燃料電池、第一排氣歧管、第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥；所述供空裝置的出氣端與所述膜增濕器的干區(qū)進(jìn)氣端連接導(dǎo)通，所述膜增濕器的干區(qū)出氣端與所述燃料電池的進(jìn)氣端連接導(dǎo)通，所述濕度傳感器設(shè)于所述膜增濕器干區(qū)出氣端與所述燃料電池進(jìn)氣端連接的通路上，所述濕度傳感器用于監(jiān)測送進(jìn)所述燃料電池的空氣濕度；所述燃料電池的出氣端與所述第一排氣歧管的匯集端連接導(dǎo)通，所述第一排氣歧管的一個分流端與所述膜增濕器的濕區(qū)進(jìn)氣端連接導(dǎo)通，所述膜增濕器的濕區(qū)出氣端與所述第一調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣端連接導(dǎo)通，所述第一排氣歧管的另一個分流端與所述第二調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣端連接導(dǎo)通，所述第一調(diào)節(jié)閥的出氣端與所述第二調(diào)節(jié)閥的出氣端連接匯集輸出；所述燃料電池濕度控制系統(tǒng)用于根據(jù)所述濕度傳感器的監(jiān)測結(jié)果，調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)閥和所述第二調(diào)節(jié)閥的開度，以控制送進(jìn)所述燃料電池的空氣濕度維持于限定范圍內(nèi)。

其中，所述燃料電池濕度控制系統(tǒng)還包括有質(zhì)量流量監(jiān)測機(jī)構(gòu)，所述質(zhì)量流量監(jiān)測機(jī)構(gòu)用于監(jiān)測進(jìn)入所述膜增濕器干區(qū)的空氣質(zhì)量流量、以及所述第一排氣歧管兩個分流端輸出的空氣質(zhì)量流量，所述燃料電池濕度控制系統(tǒng)用于根據(jù)所述質(zhì)量流量監(jiān)測機(jī)構(gòu)的監(jiān)測結(jié)果，調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)閥和所述第二調(diào)節(jié)閥的開度，以控制送進(jìn)所述燃料電池的空氣流量和經(jīng)所述燃料電池排出的空氣流量維持于限定范圍內(nèi)。

其中，所述質(zhì)量流量監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括第一質(zhì)量流量傳感器和第二質(zhì)量流量傳感器，所述第一質(zhì)量流量傳感器設(shè)于所述供空裝置出氣端與所述膜增濕器干區(qū)進(jìn)氣端連接的通路上，所述第二質(zhì)量流量傳感器設(shè)于所述第一排氣歧管分流端與所述第二調(diào)節(jié)閥連接的通路上。

其中，所述燃料電池濕度控制系統(tǒng)還用于根據(jù)所述質(zhì)量流量監(jiān)測機(jī)構(gòu)的監(jiān)測結(jié)果，調(diào)節(jié)所述供空裝置的轉(zhuǎn)速，以控制送進(jìn)所述燃料電池的空氣流量和經(jīng)所述燃料電池排出的空氣流量維持于限定范圍內(nèi)。