[實用新型]一種車用燃料電池發動機系統用膜增濕器

有效

• 申請號: 201921528141.5
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN210489744U
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 倪淮生;劉洋;葉小剛
• 申請（專利權）人: 嘉興德燃動力系統有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙衛康

本實用新型公開了一種車用燃料電池發動機系統用膜增濕器，包括腔體、設于腔體內的中空纖維膜管束、分別安裝于腔體前后兩側的干空氣端蓋和濕空氣端蓋、同向或異向安裝于腔體上端或者下端的接近濕空氣端蓋的增濕氣入蓋和接近干空氣端蓋的增濕氣出蓋；腔體包括供安裝中空纖維膜管束用的主腔、配合干空氣端蓋安裝的干空氣入口端、配合濕空氣端蓋安裝的濕空氣出口端、配合增濕氣入蓋安裝的增濕氣入口端、配合增濕氣出蓋安裝的增濕氣出口端。本實用新型減少了干空氣對膜管端面及封裝面的沖擊，降低空氣的阻力，減少增濕氣對膜管的沖擊，降低增濕氣的阻力，增大了增濕氣與膜管的接觸面積，提高了增濕性能。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池發動機領域，特別涉及一種車用燃料電池發動機系統用膜增濕器。

背景技術

質子交換膜燃料電池是燃料電池的一種，除了燃料電池普遍具有的發電效率高、環境污染小、比能量高、噪聲低、負荷調節靈活、燃料范圍廣、響應速度快等特點之外，還具有啟動快、壽命長、操作溫度低、電解質無腐蝕等優點，能夠實現小型化，正越來越多地被用于輕型汽車和小型驅動裝置。

質子交換膜燃料電池中使用的質子交換膜對水的含量具有較嚴苛的要求。水含量過低或過多都不能保證足夠的導質子能力，維持質子交換膜良好的濕潤狀態是保證質子交換膜燃料電池正常運行的重要因素，是燃料電池重要的控制環節之一。為此需要配備增濕結構，而氣體增濕是燃料電池目前使用較好的增濕方式，氣體增濕普遍使用的是膜增濕器。

普遍使用的膜增濕器的結構如附圖6所示，干空氣進出口的端蓋12使用喇叭口形狀，干燥空氣從A處入口進入膜增濕器，經過膜管的內徑通孔進行增濕，增濕后氣體從B處出口進入燃料電池。具體參考專利文件CN208955116U。該膜增濕器具有如下缺點：

1、干空氣從入口進入膜增濕器，會對膜管的封裝端面產生一定沖擊，干空氣的流動阻力增大，加大了膜增濕器管層的壓降，燃料電池功率較高時，對膜管端面及密封膠處會產生較大的壓力，會導致灌膠的封裝面有泄漏現象。

2、干空氣的端蓋12使用喇叭口形狀與中冷器的端蓋形狀無法匹配，不能與中冷器進行集成，膜增濕器整體長度太長，影響整車系統的裝配布局。

3、增濕氣進出口端蓋與腔體11設計為整體式結構，長時間使用會有損壞，不能進行更換，整體式不利于制造加工，制造成本高。

4、目前使用膜增濕器的增濕氣進出口設計在膜增濕器兩端橫截面中心線所在位置，膜管兩端的封裝位置與增濕氣的進出口位置距離很近，并與腔體內濕空氣分流槽在同一面上，增濕氣進入膜增濕器后會對膜管產生一定的壓力，在增濕氣的壓力下，膜管與封裝的密封膠會脫離，影響膜增濕器的增濕器性能及使用壽命。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種燃料電池系統用膜增濕器，能夠有效減小空氣阻力，增濕性能高，提高膜增濕器的增濕效率及使用壽命，能與中冷器集成，使用壽命長。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種車用燃料電池發動機系統用膜增濕器，包括腔體、設于所述腔體內的中空纖維膜管束、分別安裝于所述腔體前后兩側的干空氣端蓋和濕空氣端蓋、同向或異向安裝于所述腔體上端或者下端的接近所述濕空氣端蓋的增濕氣入蓋和接近所述干空氣端蓋的增濕氣出蓋；所述腔體包括供安裝所述中空纖維膜管束用的主腔、配合所述干空氣端蓋安裝的干空氣入口端、配合所述濕空氣端蓋安裝的濕空氣出口端、配合所述增濕氣入蓋安裝的增濕氣入口端、配合所述增濕氣出蓋安裝的增濕氣出口端。

中空纖維膜管，以下簡稱膜管，是中空纖維膜管束的基本組成單元，各個膜管相互間隔地被封裝在一起，膜管之間涂有形成耐高溫高壓的密封膠，形成完整的中空纖維膜管束。中空纖維膜管束的兩端被安裝在腔體的干空氣入口端和濕空氣出口端之間，保證膜增濕器不外漏；干空氣端蓋和濕空氣端蓋分別與腔體的干空氣入口端和濕空氣出口端連接，增濕氣入蓋和增濕氣出蓋分別與腔體的增濕氣入口端和增濕氣出口端連接。