[實用新型]一種氫燃料電池與發動機

有效

• 申請號: 201921781038.1
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN210516879U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 何杰;張蒙陽;吳彬;劉青斌
• 申請（專利權）人: 深圳市氫藍時代動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04029;H01M8/2404;H01M8/2457;H01M8/2484
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝岳鵬

本實用新型涉及燃料電池領域，公開一種氫燃料電池與發動機。氫燃料電池中第一電堆組件、第二電堆組件及第三電堆組件的輸出功率依次減?。粴錃夤庀到y能使氫氣流入第一電堆組件、第二電堆組件及第三電堆組件中的任一個，或者能使氫氣按輸出功率從大到小依次流經第一電堆組件、第二電堆組件及第三電堆組件中的至少兩個；第一空氣供氣系統能使空氣流入第一電堆組件；第二空氣供氣系統能使空氣依次流經第二電堆組件與第三電堆組件，或者能使空氣流入第二電堆組件與第三電堆組件中的任一個。發動機包括氫燃料電池。能增加輸出功率，且任一電堆組件能單獨運行。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種氫燃料電池與發動機。

背景技術

與傳統電池相比，氫燃料電池依托外部燃料供給，其工作特性更接近于內燃機引擎。而與內燃機相比，氫燃料電池的能量轉化效率可達到60％以上，為內燃機的2至3倍。并且氫燃料電池使用氫氣作為燃料，其反應產物為水，不會產生含碳氮的氧化物等污染性氣體。因此，氫燃料電池技術在汽車動力系統中得到了越來越廣泛的應用。

目前國內燃料電池發動機系統的凈輸出功率大多在60kW以下，由于電堆的單堆輸出功率有限，若要具有較大的輸出功率，通常是采用多個相等小功率電堆串聯來實現。但這會使空氣需求量非常大，而現有的空氣壓縮裝置的規格有限，無法滿足過大的空氣流入量。并且，氫氣通入多個小功率電堆中進行反應，每個小功率電堆排出的剩余氫氣匯集后通過氫氣循環泵回流再次進入電堆。若需要的總輸出功率過大，則需串聯的電堆數量會過多，導致回流的氫氣量會非常大。但目前市面上的氫氣循環泵的規格有限，無法滿足過大流量的要求。因此，制約了具有較大輸出功率的氫燃料電池的進一步發展。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種氫燃料電池與發動機。該氫燃料電池中設置三個功率依次減小的電堆組件，將上一電堆組件剩余的氣體流入下一電堆組件中，以提高氣體循環利用率，降低了對空氣壓縮裝置的要求，且使回流的氣體量減小，降低了對氫氣回流裝置的要求，因此，在空氣壓縮裝置與氫氣回流裝置的規格不變，通入的氣體量不變的前提下可以適當增加電堆組件的數量，從而增加輸出功率。該發動機能夠進一步提高輸出功率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供了一種氫燃料電池，包括氫氣供氣系統、第一空氣供氣系統、第二空氣供氣系統、第一電堆組件、第二電堆組件及第三電堆組件，所述第一電堆組件、所述第二電堆組件及所述第三電堆組件的輸出功率依次減小；

所述氫氣供氣系統能夠使氫氣流入所述第一電堆組件、所述第二電堆組件及所述第三電堆組件中的任意一個，或者，所述氫氣供氣系統能夠使氫氣按輸出功率從大到小的順序依次流經所述第一電堆組件、所述第二電堆組件及所述第三電堆組件中的至少兩個；

所述第一空氣供氣系統能夠使空氣流入所述第一電堆組件；

所述第二空氣供氣系統能夠使空氣依次流經所述第二電堆組件與所述第三電堆組件，或者，所述第二空氣供氣系統能夠使空氣流入所述第二電堆組件與所述第三電堆組件中的任意一個。

作為上述技術方案的改進，所述氫氣供氣系統包括氫氣循環部，所述氫氣循環部包括第一氫氣管、第二氫氣管、第三氫氣管、第四氫氣管、第五氫氣管、第六氫氣管、第七氫氣管、第八氫氣管、第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第一關斷閥、第二關斷閥、第三關斷閥及氫氣回流裝置；