[實用新型]一種燃料電池用氫空壓差調控裝置及燃料電池發動機

有效

• 申請號: 202221269644.7
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN217881583U
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 丁鐵新;閃念;方川;李飛強;高云慶
• 申請（專利權）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089
• 代理公司: 北京共騰律師事務所 16031
• 代理人: 劉薇

本實用新型提供了一種燃料電池用氫空壓差調控裝置及燃料電池發動機，屬于燃料電池技術領域，解決了現有技術無法對燃料電池氫空側壓差進行同步、快速且有效調控的問題。該裝置包括空側氣室、空側通電線圈、銜鐵、氫側通電線圈、氫側氣室。其中，空側氣室的入口與燃料電池的空氣路端口連接，氫側氣室的入口與燃料電池的氫氣路端口連接。空側氣室、氫側氣室的對側上均設有用于將該氣室密封并對其內部氣腔大小進行調節的活動機構。空側氣室的活動機構、銜鐵、氫側氣室的活動機構依次固定在同一移動軸上；并且，空側通電線圈距銜鐵、氫側通電線圈距銜鐵的初始位置的距離相等。該裝置可雙向調節氫空側壓差，置于燃料電池電堆外部，便于檢測更換。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池用氫空壓差調控裝置及燃料電池發動機。

背景技術

氫燃料電池的長期穩定運行，不僅要求質子交換膜的質子傳導率高、化學穩定性高、氫氣滲漏率低，同時，還要求質子交換膜具有一定的機械強度，以滿足工作環境變化引起的尺寸變形。目前，質子交換膜的厚度為微米級，為了避免發生機械破裂，在運行過程中，通常要求氫、空側的進氣壓差小于50 kPa。

但是，當燃料電池發動機運行過程中出現異常情況后，質子交換膜的氫、空側的進氣壓差很難保證在5 0kPa以內。為了避免對質子交換膜造成損壞，需要對燃料電池氫空側壓差進行快速且有效的調控。

現有技術通常是單獨對質子交換膜一側的氣體進行調控。例如，專利CN112993326A在空氣回路上并聯設置壓力平衡裝置，進而控制空氣回路壓力，使燃料電池電堆中氫空兩側壓力處于平衡狀態。但由于其僅對一側的壓力進行調控，兩側的流量控制元件存在響應速度和控制范圍的差異，在動態調節的過程中，燃料電池陰陽極容易出現較大壓差，從而影響燃料電池的壽命。

實用新型內容

鑒于上述的分析，本實用新型實施例旨在提供一種燃料電池用氫空壓差調控裝置及燃料電池發動機，用以解決現有技術無法對燃料電池氫空側壓差進行同步、快速且有效調控的問題。

一方面，本實用新型實施例提供了一種燃料電池用氫空壓差調控裝置，包括于同一方向依次設置的空側氣室、空側通電線圈、銜鐵、氫側通電線圈、氫側氣室；其中，

空側氣室的入口與燃料電池的空氣路端口連接，氫側氣室的入口與燃料電池的氫氣路端口連接；空側氣室、氫側氣室的對側上均設有用于將該氣室密封并對其內部氣腔大小進行調節的活動機構；空側氣室的活動機構、銜鐵、氫側氣室的活動機構依次固定在同一移動軸上；并且，空側通電線圈距銜鐵、氫側通電線圈距銜鐵的初始位置的距離相等。

上述技術方案的有益效果如下：提供一種設于燃料電池電堆外部的氫空壓差調控裝置，可有效防止燃料電池氫氣路和空氣路壓差過大造成質子交換膜破損。該裝置可雙向調節氫空側壓差，并且置于燃料電池電堆外部，便于檢測更換，實施方式簡單。

基于上述裝置的進一步改進，該裝置還包括用于實時監測燃料電池氫氣路和空氣路的氣壓差以及根據該氣壓差落在預設范圍之外識別到質子交換膜存在破裂風險后根據該氣壓差的正/負向對應氫/空側通電線圈供電以使銜鐵在電磁力作用下帶動氫側氣室的活動機構、空側氣室的活動機構移動的控制器。

進一步，所述空側氣室的入口與燃料電池電堆的空氣入口連接，所述氫側氣室的入口與燃料電池電堆的氫氣入口連接；或者，

所述空側氣室的入口與燃料電池電堆的空氣尾氣出口連接，所述氫側氣室的入口與燃料電池電堆的氫氣尾氣出口連接。

進一步，所述空側氣室、氫側氣室的內部氣腔的形狀相同，各自未通氣時的氣腔容積大小相同；并且，

所述空側氣室的活動機構距銜鐵、氫側氣室的活動機構距銜鐵的距離相同；