[發明專利]一種雙堆雙循環的燃料電池系統

有效

• 申請號: 202011175361.1
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112635793B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 周飛鯤;郭溫文;袁偉;柯育智;梁浩偉
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司;華南理工大學
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/04029
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強

1.一種雙堆雙循環的燃料電池系統，包括氫氣循環供氣模塊、空氣循環供氣模塊、冷卻模塊及雙電堆，其特征在于，所述氫氣循環供氣模塊與雙電堆連接，為雙電堆提供氫氣和循環回流；所述空氣循環供氣模塊與雙電堆連接，為雙電堆提供空氣；所述冷卻模塊與雙電堆連接，對雙電堆進行冷卻；所述空氣循環供氣模塊包括過濾器、空氣壓縮機、預冷器、加濕器-分水器及管路-閥模；所述過濾器、空氣壓縮機、預冷器、加濕器-分水器及管路-閥模塊依次連接；所述空氣壓縮機包含膨脹機；所述加濕器-分水器與雙電堆連接；所述空氣循環供氣模塊采用雙空氣壓縮機并聯提供氧氣來源，空氣壓縮機采用電機和膨脹機驅動；空氣進口端采用加濕器-分水器同時為雙堆提供雙電堆的進口端的空氣和雙電堆出口端的氫氣循環回路增濕；空氣循環供氣模塊中的加濕器-分水器連接空氣壓縮機，當出口端空氣含水量過高時，可通過加濕器-分水器脫離水，當出口端空氣含水量不高時，空氣可通過循環回路使用；當氧含量過低時，可直接通過排出口排掉，當氧含量滿足要求時，空氣循環使用。

2.根據權利要求1所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，所述氫氣循環供氣模塊包括氫氣罐、調壓閥、噴射器及引射器；所述氫氣罐、調壓閥、噴射器及引射器依次連接；所述引射器與雙電堆連接。

3.根據權利要求2所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，所述氫氣循環供氣模塊包括氫氣罐、調壓閥、噴射器、第一引射器、第二引射器、陽極除霧器及排水閥；所述第二引射器與第一引射器并聯，第二引射器與出氣口串聯。

4.根據權利要求1所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，所述管路-閥模塊包括排水閥和旁通閥，排水閥分別與加濕器-分水器和空氣壓縮機連接，旁通閥一端與空氣壓縮機到預冷器的管路連接，另一端連接出口到消音器的管路。

5.根據權利要求1所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，所述冷卻模塊包括冷卻泵、離子過濾器、冷卻液箱、散熱器、恒溫器及粒子過濾器；所述雙電堆與冷卻泵連接；所述冷卻泵分別與散熱器、恒溫器及離子過濾器連接；所述離子過濾器與冷卻液箱連接；所述恒溫器與粒子過濾器連接，所述粒子過濾器與雙電堆連接。

6.根據權利要求5所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，所述冷卻模塊采用雙冷卻泵并聯為雙電堆和空氣預冷器提供冷卻管路；雙冷卻泵為第一冷卻泵和第二冷卻泵；所述第一冷卻泵和第二冷卻泵根據電池系統冷卻需求來調節冷卻泵流量；冷卻泵進口端同時和電堆、冷卻液箱連接，冷卻泵出口端和散熱器連接，冷卻液進口端設置一個離子過濾器，防止粒子在冷卻液里面進入到電堆里堵塞流道或者導致冷卻液離子電導率升高。

7.根據權利要求1所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，該系統的氫氣出口端和空氣出口端分別設置除霧器，除霧器和排水閥相連。

8.根據權利要求1所述的雙堆雙循環的燃料電池系統，其特征在于，通過輔助系統，雙電堆的進氣和進液實現均勻分配，減少控制系統的負擔，實現無源控制策略。