CN105322201B - 用于燃料电池的加湿器以及包含该加湿器的燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于燃料电池的加湿器。加湿器配置成通过使用膜使来自于燃料电池阴极的排气以及经由空气压缩机供应的干燥空气润湿，并向阴极供应湿润的空气。加湿器包括：膜模块，其具有布置在其内部的多捆中空纤维膜；以及歧管，各个歧管与膜模块的两侧连接，歧管配置成将排气和干燥空气注入到膜模块的内部，并将已去除水分的排气以及湿润空气从膜模块的内部排出。至少一个旁通管线插入到歧管的内部并与膜模块的内部连接，并且选择性地与从空气压缩机供应的干燥空气的供给路径连接。

Description

用于燃料电池的加湿器以及包含该加湿器的燃料电池系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年8月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0099207号优先权及其权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及燃料电池车的燃料电池系统。具体而言，提供用于使供应至燃料电池的反应气体湿润的加湿器。

背景技术

一般来说，燃料电池系统是通过燃料电池中氢与氧或空气中氧的电化学反应产生电能的发电系统。例如，燃料电池系统已经用在燃料电池车中以运行电动机并驱动车辆。燃料电池系统包括电池组，其中单元燃料电池包括产生电力的阴极和阳极、向燃料电池的阴极供应空气的空气供给装置、以及向燃料电池的阳极供应氢的氢供给装置。

同时，在聚合物燃料电池中，需要相当量的水分以使膜-电极组件(MEA)中的离子交换膜起作用，因此，燃料电池系统的空气供给装置包括用于使供应至燃料电池的空气湿润的加湿器。加湿器将升高温度的空气中的水分或从燃料电池的阴极排出的水分供应至经由空气供给装置的空气压缩机而供应的干燥空气中，并且然后向燃料电池的阴极供应湿润的空气。

加湿器的实例可以包括各种类型，例如起泡器型、注入型、板型、吸收剂型、膜型等。不过，由于燃料电池车具有包装空间上的限制，具有减小体积的膜型加湿器已经用在燃料电池车中。具体而言，膜型加湿器可以提供包装上的优势，而且膜型加湿器不需要特定电源。

在下文中称为“膜加湿器”的膜型加湿器可以使用用于通过从气体到气体交换水分而进行加湿的膜，例如在从燃料电池的阴极排出的升温气体和湿气与通过空气压缩机供应的干燥空气之间交换水分。

将通过膜加湿器产生的湿润空气供应至燃料电池的阴极，并将膜加湿器中已去除水分的排气供应到空气中。例如，膜加湿器包括膜模块以及在该膜模块的两侧形成的壳式歧管，在该膜模块中，中空纤维膜基本布置在具有圆柱形的壳体中。

同时，根据现有技术，已提供加湿器的结构，并且通过空气压缩机供应的干燥空气的一部分可以喷到排气的排放路径中以稀释排气中的氢，其中，通过排气将水分从加湿器中去除至空气中。由于氢包含在进入到燃料电池车的空气中的排气中，该排气中的氢需要根据对于排放气体的环境和安全规程如上所述进行稀释。

因此，在现有技术中，已经提供了从空气供给管线分支并与加湿器的排气的排放管线连接的旁通管线，其中旁通管线将空气压缩机和加湿器进行连接，以及已经提供了用于选择性地打开或关闭旁通管线的通道的开关阀。不过，由于形成了将空气供给管线与排气的排放管线彼此连接的另外的旁通管线，可能需要用于安装旁通管线的空间，因此，可能无法获得有效的封装。

尽管膜加湿器可以占用比其他类型加湿器更少的体积，气体与气体水分进行交换的方案可能仍然需要作为车辆一部分的相当体积。具体地，如上所述额外使用的旁通管线可能不是高效的。

此外，根据现有技术，随着膜加湿器的运行，可能在膜加湿器中产生冷凝水。由于这类冷凝水在寒冷天气条件下凝结，加湿器中的空气通道可能减少，从而随着压力上升导致空气压缩机负担的增加，并且该空气压缩机的功率消耗可能增加，从而使燃料电池车的燃料效率变差。

此外，当加湿器中的冷凝水在寒冷天气条件下凝结时，由于冷凝水的体积通过形成冰而增加，加湿器的膜模块会损坏，并且加湿器的加湿性能会变差。

在该背景部分公开的上述信息仅用于加强对本发明背景的理解，因此可能包含不形成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供用于燃料电池的加湿器以及燃料电池系统。通过在该加湿器中施加旁通管线，加湿器可以减少燃料电池系统的包装并可以提供在很大程度上改善的加湿性能。

在本发明的示例性实施方式中，用于燃料电池的加湿器可以使用膜使从燃料电池的阴极而来的排气以及通过空气压缩机供应的干燥空气湿润。加湿器还可以配置成向阴极供应湿润的空气。加湿器可以包括：膜模块，其具有布置在膜模块内的多捆中空纤维膜；歧管，各个歧管可以与膜模块的两侧连接，并且可以配置成将排气和干燥空气注入到该膜模块的内部，并将已除去水分的排气以及湿润的空气从膜模块内部排出；以及至少一个旁通管线，其插入在歧管的各个内部中并与膜模块的内部连接，并且选择性与从空气压缩机供应的干燥空气的供给路径连接。

旁通管线可以设置有布置在该歧管外部的阀。膜模块可以包括可以支持中空纤维膜两端的支承构件。旁通管线可以固定到该支承构件。旁通管线可以插入到任何一个将已除去水分的排气排出的歧管中并延伸到其他歧管的内部。旁通管线可以暴露于歧管之间的膜模块的外部。旁通管线可以布置在膜模块和歧管的内部的可以积聚冷凝水的部分中。旁通管线可以插入到至少一个将已除去水分的排气排出的歧管的下部中并与该歧管的内部连接。

旁通管线可以布置在至少一个将已除去水分的排气排出的歧管的上部并与该歧管的内部连接。旁通管线可以包括与至少一个将已除去水分的排气排出的歧管的内部连接的连接孔。旁通管线可以设置有配置成防止干燥空气回流的单向阀。该单向阀可以由鸭嘴阀形成。

在另一个示例性实施方式中，燃料电池系统可以包括：电池组，其具有多个配置成产生电能的单元燃料电池；空气压缩机，其配置成向燃料电池的阴极供应空气；加湿器，其与空气压缩机连接并配置成使用膜使来自阴极的排气以及经由空气压缩机供应的干燥空气湿润；以及氢罐，其配置成向燃料电池的阳极供应氢。具体而言，至少一个旁通管线可以选择性地与空气压缩机与加湿器之间的空气供给路径连接并且可以布置在加湿器中。

加湿器可以包括：膜模块，其具有布置在膜模块内的多捆中空纤维膜；以及歧管，各个歧管可以与膜模块的两侧连接，配置成将排气和干燥空气注入到膜模块的内部，并将已除去水分的排气以及湿润的空气从膜模块的内部排出。旁通管线可以插入在歧管的内部中并与膜模块的内部连接，并且选择性地与从空气压缩机供应的干燥空气的供给路径连接。旁通管线可以设置有可以布置在歧管外部的开关阀。旁通管线可以设置有鸭嘴型单向阀。

根据本发明的多个示例性实施方式，由于配置成将空气供应到加湿器中的旁通管线可以布置在加湿器中以稀释加湿器排气中的氢，加湿器中的通道可以用作旁通管线空间。因此，可能不需要安装用于干燥空气的旁通管线的管道或软管的额外空间，从而减少燃料电池系统的包装。

此外，根据本发明的多个示例性实施方式，由于旁通管线可以布置在膜模块和膜歧管中的积聚冷凝水的部分中，加湿器中的冷凝水或所积聚的水可以随着通过旁通管线供应的干燥空气而排出到外部，以防止由寒冷天气条件下冰块造成的加湿器中压力的升高。

因此，空气压缩机的由于加湿器中压力升高造成的负担可以降低，并作为结果，空气压缩机的功率消耗可以降低并且燃料电池车的燃料效率可以提高。此外，由于加湿器中的水可以通过旁通管线经加湿器中的空气流而用于使膜湿润，加湿器的效率可以得到进一步提高。

附图说明

在描述本发明的示例性实施方式时参照附图，但是本发明的技术范围不应被解读为局限于这些附图。

图1简要示出根据本发明的示例性实施方式的示例性燃料电池系统；

图2简要示出根据本发明的示例性实施方式的用于示例性燃料电池的示例性加湿器；

图3示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的示例性加湿器的横截面配置图；

图4简要示出根据本发明的示例性实施方式的示例性旁通管线的示例性单向阀，其可以用于示例性燃料电池的示例性加湿器；以及

图5到图7简要示出根据本发明的多个示例性实施方式的示例性旁通管线的更改例，其可以用于示例性燃料电池的示例性加湿器。

在图1～7中列出的附图标记包括对将在以下进一步论述的以下元件的提及：

10...电池组

30...空气压缩机

31...空气供给管线

50...氢罐

70...开关阀

110...膜模块

111...中空纤维膜

113...壳体

115...支承构件

120...第一歧管

121...第一入口

123...第一出口

130...第二歧管

131...第二入口

133...第二出口

150...旁通管线

151...连接孔

155...单向阀

157...入口端

158...阀通道

159...出口端

100...燃料电池系统

200...加湿器

具体实施方式

在以下具体说明中，本发明将参考示出本发明示例性实施方式的附图在下文进行更全面地描述。正如本领域技术人员将意识到的，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以以各种不同方式更改所描述的实施方式。因此，附图和说明书应被视为本质上是说明性的，而非限制性的。贯穿说明书，类似的附图标记指代类似元件。

此外，为方便解释，附图中示出的各个组件的尺寸和厚度为随意示出，因此本发明不必然地局限于附图中所示的那些，并且为清楚起见，几个层和区域的厚度被夸大。此外，在以下具体的说明中，将配置的名称分类为第一、第二等是为了对配置进行分类，因为配置具有相同的关系，并且在下列具体说明中，本发明不必然地局限于上述次序。

本文使用的术语仅为说明具体实施方式，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其他代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。本文中提到的混合动力车是具有两种或更多种动力来源的车，例如同时为汽油动力和电动力的车。

此外，在本说明书中描述的术语“单元”、“方法”、“部件”、“构件”等是指具有执行至少一种功能或操作的通用配置的单元。

图1示出根据本发明的示例性实施方式的示例性燃料电池系统。在图1中，燃料电池系统100通过作为燃料的氢与作为氧化剂的空气的电化学反应产生电能，并且燃料电池系统可以用在燃料电池车中，但是实例并不局限于此。

根据本发明示例性实施方式的燃料电池系统100可以包括：电池组10、空气压缩机30、加湿器200、以及氢罐50。电池组10可以包括单元燃料电池，各个单元燃料电池具有配置成产生电力的阴极和阳极以及在现有技术中可以称为“隔板”或“双级板”的隔离物。隔离物可以布置在各个单元燃料电池的两侧且膜-电极组件布置在隔离物之间。

燃料电池的阴极可以配置成将升温的潮湿空气以及湿气排出，其通篇被称为“排气”。燃料电池的阳极可以配置成将作为未反应的氢的高温潮湿氢以及湿气排出。空气压缩机30可以配置成向燃料电池的阴极供应空气并从大气中抽吸空气，其在下文中被称为“干燥空气”。干燥空气可以通过空气压缩机压缩并供应给加湿器200。

根据本发明的示例性实施方式的加湿器200可以配置成使用膜通过气体与气体之间例如在来自于燃料电池的阴极的排气与从空气压缩机30供应而来的干燥空气之间交换水分从而进行加湿。加湿器200还可以配置成向燃料电池的阴极供应湿润的空气。具体而言，加湿器200可以经由空气供给管线31与空气压缩机30连接。

用于燃料电池的加湿器200的示例性配置将在下面参照图2和图3进行详细描述。氢罐可以配置成存储氢气并向阳极供应氢气。普遍在现有技术中描述的电池组10、空气压缩机30和氢罐50可以不加限制地在本发明中使用。

如上所述根据本发明的示例性实施方式的燃料电池系统100可以配置成向加湿器200供应从空气压缩机30供应而来的干燥空气的一部分，以稀释从加湿器200而来的排气中的氢。具体而言，使干燥空气的一部分通过并供应至加湿器200的路径可以布置在加湿器200中，从而燃料电池系统中的包装可以减少且用于燃料电池的加湿器200可以提高加湿效率。

在下文中，根据本发明的示例性实施方式的应用于燃料电池系统100的加湿器200将参照附图进行详细描述。

图2简要示出根据本发明的示例性实施方式的用于燃料电池的示例性加湿器，图3是简要示出根据本发明的示例性实施方式的用于示例性燃料电池的示例性加湿器的横截面配置图。

在图1到图3中，用于燃料电池的加湿器200可以包括：膜模块110；第一和第二歧管120和130；以及旁通管线150。膜模块110可以具有布置在其内部的多捆中空纤维膜111。膜模块110可以具有埋入在圆柱形的壳体113内的多捆中空纤维膜111，但是壳体的示例性形状可以不局限于此。

此外，膜模块110可以包括配置成支持中空纤维膜111两端的支承构件115。支承构件115可以由聚合材料形成并且可以支持将要固定在壳体113两端的多捆中空纤维膜111的两个端部。歧管120和130可以形成壳形并且可以与膜模块110的两端连接。歧管120和130可以配置成将从电池组10而来的排气和通过空气压缩机30供应的干燥空气注入到膜模块110中。此外，歧管120和130可以配置成从膜加湿将湿润的空气排出。具体而言，在膜模块110的内部，水分可以在排气与干燥空气之间交换，或在排气与已去除水分的排气之间交换。

与膜模块110的第一侧端部连接的歧管可以称为第一歧管120，与膜模块110的第二侧端部连接的歧管可以称为第二歧管130。第一歧管120可以形成用于将来自电池组10的排气引入或注入到膜模块110中的第一入口121、以及将湿润空气排出的第一出口123。此外，第二歧管130可以形成用于将通过空气压缩机30供应的干燥空气引入或注入到膜模块110中的第二入口131、以及用于将已去除水分的气体排放到大气中的第二出口133。

第一歧管120的第一出口123可以经由配置成供应湿润空气的供给管线而与电池组10连接，且第二歧管130的第二入口131可以经由空气供给管线31与空气压缩机30连接。旁通管线150可以配置成经由第一和第二歧管120和130向膜模块110供应从空气压缩机30提供的干燥空气的一部分，从而使通过第二歧管130的第二出口133而排放到大气的排气中的氢稀释。

旁通管线150可以如上所述选择性地与空气供给管线31连接，并且可以布置在加湿器200内。具体而言，旁通管线150可以配置成经由第一和第二歧管120和130的内部将从空气压缩机30提供的干燥空气的一部分供应到膜模块110中。例如，旁通管线150可以从空气供给管线31分支，插入到第一和第二歧管120和130中，并且与膜模块110的内部连接。

此外，旁通管线150可以选择性地与空气供给管线31连接，可以插入到第二歧管130中，并且可以延伸至第一歧管120。具体地，旁通管线150可以插入到第二歧管130中并经由第二歧管130穿入，可以沿着膜模块110的长度方向延伸，并且可以插入到第一歧管120中。而且，旁通管线150可以固定至第一歧管120中的支承构件115并可以暴露于在第一歧管120与第二歧管130之间的膜模块110的外部。具体地，用于选择性地打通或关闭旁通管线150的开关阀70可以安装在空气供给管线31与旁通管线150的连接点。因此，开关阀70可以安装在可以是第二歧管130的外部的旁通管线150上。开关阀70可以提供为三通阀，该三通阀可以配置成根据电信号选择性地将空气供给管线31与旁通管线150进行连接。

同时，与第二歧管130的内部连接的连接孔151可以在旁通管线150中形成。具体地，旁通管线150可以经由在第二歧管130内部的连接孔151而与膜模块110的内部连接。此外，配置成防止从空气压缩机30供应而来的干燥空气的回流的单向阀155可以安装在旁通管线150的空气流动路径中。单向阀155可以提供为鸭嘴单向阀，但是实例可以不局限于此。鸭嘴单向阀可以包括使流体引入的入口端157以及具有鸭嘴形的使流体排出的出口端159。例如，如图4中(a)所示，鸭嘴单向阀可以具有嘴形的弹性变形的出口端159以及基于流体流动方向(例如，流体供给方向)通过流体压力而打通的阀通道158。此外，如图4中(b)所示，当流体以相反方向回流时，鸭嘴单向阀可以包括具有嘴状的可以恢复到原始形状的出口端159和闭合的阀通道158。

在另一方面，根据本发明的示例性实施方式的包括用于示例性燃料电池的示例性加湿器200的燃料电池系统100的操作将参照上述附图进行详细描述。在本发明的示例性实施方式中，当通过电池组10的燃料电池中的氢与空气的电化学反应产生电能时，燃料电池的阴极会将升温的排气以及湿气排出。随后，来自阴极的排气可以经由第一歧管120的第一入口121供应至膜模块110。在上面提及的过程中，经由空气压缩机30供应的干燥气体可以经由第二歧管130的第二入口131供应至膜模块110。具体地，从空气压缩机30提供的干燥空气可以经由空气供给管线31供应至第二入口131。此外，接通阀可以配置成接通空气供给管线31，以及闭合阀可以配置成关闭旁通管线150，但是接通阀和闭合阀可以一体形成一个阀。

因此，膜模块110可以配置成通过在排气与干燥空气之间交换水分而执行膜加湿。湿润的空气可以经由第一歧管120的第一出口123排出并可以供应至燃料电池的阴极。此外，在膜模块110的内部中的已去除水分的排气可以经由第二歧管130的第二出口133排放到大气。

同时，在通过本发明加湿器加湿的期间，在经由第二歧管130的第二出口133排放到大气的气体中的氢可能需要稀释。此外，旁通管线150可以由开关阀70打通。随后，从空气压缩机30提供的干燥空气的一部分可以经由旁通管线150供应至第一歧管120和第二歧管130的内部，并且可以通过上述的歧管120和130供应至膜模块110的内部。

具体地，由于干燥空气可以通过旁通管线150而经过第二歧管130的内部并且可以供应至第一歧管120的内部，干燥空气可以经由在第二歧管130内部的旁通管线150的连接孔151供应至第二歧管130的内部。结果，干燥空气可以经由第一和第二歧管120和130供应至膜模块110的内部。此外，当干燥空气经由旁通管线150供应至第一和第二歧管120和130的内部时，干燥空气的回流可以通过单向阀155而防止。如图4中(a)所示，单向阀155可以具有嘴形的弹性变形的出口端以及基于干燥空气的流动方向通过干燥空气的压力而打通的阀通道。

此外，如图4中(b)所示，当干燥空气以流动的相反方向回流时，单向阀155可以具有嘴形的可以恢复到原始形状的出口端以及闭合的阀通道，从而防止干燥空气的回流。在如上所述根据本发明的各个示例性实施方式的燃料电池系统100中，向加湿器200供应干燥空气的旁通管线150可以布置在加湿器200中，以稀释来自于加湿器200的排气中的氢。

因此，由于将空气供应到加湿器200中的旁通管线150可以布置在加湿器200中以稀释来自加湿器200的排气中的氢，加湿器200中的通道可以用作旁通管线空间，从而省略将要安装用于干燥空气的旁通管线的管道或软管的空间，从而减少燃料电池的包装。

图5到图7简要示出根据本发明的各个示例性实施方式的用于燃料电池加湿器的旁通管线的多个实例。如图5所示，示例性旁通管线150可以布置在膜模块110以及歧管120和130中的积聚冷凝水的部分中。由于在加湿器200中的冷凝水或所积聚的水可以随着经由旁通管线150供应的干燥空气一起排出到外部，可以防止由于寒冷天气条件下产生的冰块所造成的加湿器200中压力的上升。而且，空气压缩机30由于加湿器200中压力升高造成的负担可以降低，并作为结果，空气压缩机30的功率消耗可以降低并且燃料电池车的燃料效率可以提高。

此外，由于在加湿器200中的冷凝水或所积聚的水可以随着经由旁通管线150供应的干燥空气一起排放到外部，加湿器200中的水可以用于在加湿器200中使用膜来使空气流湿润，从而加湿器200的效率可以得以进一步提高。

如图6所示，示例性旁通管线150可以插入到第二歧管130的下部并与第二歧管130的内部连接。具体地，旁通管线150可以随着插入到第二歧管130的下部中而与第二歧管130的内部连接，而并不贯穿第二歧管130的下部。

如图7所示，示例性旁通管线150可以插入到第二歧管130的上部并与第二歧管130的内部连接。具体地，旁通管线150可以随着插入到第二歧管130的上部中而与第二歧管130的内部连接，而不贯穿第二歧管130的上部。

尽管已经描述了本发明的示例性实施方式，但是需要指出，本发明的精神并不局限于本文所列的示例性实施方式，并且理解本发明的本领域技术人员可以通过添加、更改和去除在同一精神内的组件而容易地实现包含在本发明精神内的其他示例性实施方式，而那些示例性实施方式应解释为包含在本发明的精神内。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式的内容描述了本发明，应当理解本发明并不局限于已公开的实施方式，恰恰相反，本发明意在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种更改和等价配置。

Claims (14)

1.一种用于燃料电池的加湿器，其包含：

膜模块，其具有布置在所述膜模块中的多捆中空纤维膜；

第一歧管和第二歧管，所述第一歧管和第二歧管各自与所述膜模块的两侧连接；

第一入口，形成在所述第一歧管处，注入来自所述燃料电池的阴极的排气；

第一出口，形成在所述第一歧管处，排出来自所述膜模块的内部的湿润空气；

第二入口，形成在所述第二歧管处，将经由空气压缩机供给的干燥空气注入到所述膜模块的内部；

第二出口，形成在所述第二歧管处，排出除去水分的排气；以及旁通管线，插入到所述第二歧管的内部并将从所述空气压缩机供应的干燥空气的一部分供给到所述膜模块，

其中在所述旁通管线与将所述空气压缩机连接到所述第二入口的空气供给管线的连接点处，安装有选择性地将所述旁通管线连接到所述空气供给管线的开关阀；并且

其中，所述加湿器配置成在来自于所述燃料电池的阴极的排气与经由所述空气压缩机供应的干燥空气之间交换水分并向所述阴极供应湿润的空气。

2.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述旁通管线安装有布置在所述第二歧管的外部的所述开关阀。

3.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述膜模块包括配置成支持所述中空纤维膜的两端的支承构件，并且所述旁通管线固定于所述支承构件。

4.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述旁通管线延伸至所述第一歧管的内部。

5.根据权利要求4所述的加湿器，其中所述旁通管线暴露于在所述第一歧管和所述第二歧管之间的所述膜模块的外部。

6.根据权利要求4所述的加湿器，其中所述旁通管线布置在所述膜模块和所述第一歧管与所述第二歧管的内部的冷凝水积聚的部分中。

7.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述旁通管线插入到所述第二歧管的下部中并与该第二歧管的内部连接。

8.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述旁通管线布置在所述第二歧管的上部中并与该第二歧管的内部连接。

9.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述旁通管线设置有连接孔，所述连接孔与所述第二歧管的内部连接。

10.根据权利要求1所述的加湿器，其中所述旁通管线安装有用于防止所述干燥空气的回流的单向阀。

11.根据权利要求10所述的加湿器，其中所述单向阀由鸭嘴阀形成。

12.一种燃料电池系统，其包含：

电池组，其包括配置成产生电能的单元燃料电池；

空气压缩机，其配置成向燃料电池的阴极供应空气；

加湿器，其与所述空气压缩机连接并配置成执行从所述阴极排出的排气以及经由所述空气压缩机供应的干燥空气的膜加湿；以及

氢罐，其配置成向所述燃料电池的阳极供应氢，

其中，所述加湿器包括：

膜模块，其具有布置在所述膜模块中的多捆中空纤维膜；

第一歧管和第二歧管，所述第一歧管和第二歧管各自与所述膜模块的两侧连接；

第一入口，形成在所述第一歧管处，注入来自所述燃料电池的阴极的排气；

第一出口，形成在所述第一歧管处，排出来自所述膜模块的内部的湿润空气；

第二入口，形成在所述第二歧管处，将经由空气压缩机供给的干燥空气注入到所述膜模块的内部；

第二出口，形成在所述第二歧管处，排出除去水分的排气；以及

旁通管线，插入到所述第二歧管的内部并将从所述空气压缩机供应的干燥空气的一部分供给到所述膜模块，

其中在所述旁通管线与将所述空气压缩机连接到所述第二入口的空气供给管线的连接点处，安装有选择性地将所述旁通管线连接到所述空气供给管线的开关阀。

13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中所述旁通管线安装有布置在所述歧管的外部的所述开关阀。

14.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中所述旁通管线安装有鸭嘴单向阀。