CN106784923A - 燃料电池供气系统 - Google Patents

燃料电池供气系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106784923A
CN106784923A CN201710188878.6A CN201710188878A CN106784923A CN 106784923 A CN106784923 A CN 106784923A CN 201710188878 A CN201710188878 A CN 201710188878A CN 106784923 A CN106784923 A CN 106784923A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
fuel cell
supply system
compressor machine
pile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710188878.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杨铠
欧阳启
翟双
刘德华
胡哲
林琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Chongsu Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Chongsu Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Chongsu Energy Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Chongsu Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201710188878.6A priority Critical patent/CN106784923A/zh
Publication of CN106784923A publication Critical patent/CN106784923A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供一种燃料电池供气系统,其通过直接将空压机的出风口与中冷器的入风口机械连接,简化了供气系统的结构,提高了系统的集成度,避免了现有技术中采用软管连接而造成的成本增加和失效风险,并且,由于空压机和电堆共用一中冷器作为冷却系统,空压机出风口的空气可以直接被冷却到电堆要求的入口温度后进入电堆,保证电堆的正常运行。

Description

燃料电池供气系统
技术领域
本发明涉及燃料电池设计领域,尤其涉及一种燃料电池供气系统。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种能把存储在燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。在使用过程中,需要使用燃料电池供气系统从空气中的吸取氧气作为氧化剂完成电化学反应。实际上,由于燃料电池中电堆的不同特性,反应过程中需要的燃料电池供气系统的特性要求也不一样。由于燃料电池电堆运行条件严苛,一般而言,其供气系统侧的空压机需要提供严格可控压强、温度和流量的空气进入电堆,保证反应的高效进行。而由热力学过程可以知道,当进入空压机中的气体受到外力做功被压缩时,会造成温度的显著上升,为了保证进入电堆的温度控制,空气必须在进堆之前通过中冷器进行冷却。
在通常情况下,燃料电池系统中的供气系统将空压机和中冷器分别独立设计和安装,如图1所示。空压机1’与中冷器2’分别作为单独部件独立安装并通过一段软管3’将空压机1’的出风口和中冷器2’的入风口连接起来。工作过程中,空压机1’出风口的温度由于负载情况的快速变化而改变,并可能达到将近180摄氏度。这一恶劣的工况要求软管3’在高温下要有抗热冲击和抗高温的能力,容易造成软管寿命的下降,并在某些特定振动条件下有脱落的风险。在某些设计中,为了避免软管3’的这些缺点,会将设计改为金属管,然而这又会造成成本的增加,也会相应丧失安装的灵活性。同时,这种供气系统的设计,由于在燃料电池工作过程中电堆内的空气压力较空压机1’入风口高,在运行过程中,有可能会形成负压,这样的情况下会造成电堆欠气现象的发生,影响电堆正常工作。
发明内容
本发明提供一种燃料电池供气系统,以在保证电堆正常运行的基础上,简化了供气系统的结构,提高了集成度,降低了原有耗材所带来的失效风险和安装难度,并增加了燃料电池的安全性。
为了达到上述目的,本发明提供一种燃料电池供气系统,其包括空压机和中冷器,所述空压机的出风口与所述中冷器的入风口机械连接,所述中冷器的出风口与所述燃料电池中电堆的入口相通。
进一步的,所述空压机的入风口设有单向止回阀。
进一步的,所述单向止回阀为可调阀门。
进一步的,还包括空气滤清器,所述空压机的入风口与所述空气滤清器连接。
进一步的,所述中冷器的出风口通过通风管道与所述电堆的入口相通。
进一步的,所述通风管道为软性管道或刚性管道。
进一步的,所述空压机的出风口与所述中冷器的入风口为一体成型的刚性结构。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的燃料电池供气系统通过直接将空压机的出风口与中冷器的入风口机械连接,简化了供气系统的结构,提高了系统的集成度,避免了现有技术中采用软管连接而造成的成本增加和失效风险,并且,由于空压机和电堆共用一中冷器作为冷却系统,空压机出风口的空气可以直接被冷却到电堆要求的入口温度后进入电堆,保证电堆的正常运行。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为现有技术中燃料电池供气系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的燃料电池供气系统的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的燃料电池供气系统中空压机和中冷器的组合结构示意图。
在图1至3中,
1’、1:空压机;2’、2:中冷器;3’:软管;3:电堆;4:单向止回阀;5:空气滤清器;6:通风管道。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的燃料电池供气系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于,提供一种燃料电池供气系统,其通过直接将空压机的出风口与中冷器的入风口机械连接,简化了供气系统的结构,提高了系统的集成度,避免了现有技术中采用软管连接而造成的成本增加和失效风险,并且,由于空压机和电堆共用一中冷器作为冷却系统,空压机出风口的空气可以直接被冷却到电堆要求的入口温度后进入电堆,保证电堆的正常运行。
请参考图2和图3,图2为本发明实施例提供的燃料电池供气系统的结构示意图;图3为本发明实施例提供的燃料电池供气系统中空压机和中冷器的组合结构示意图。
如图2和图3所示,本发明实施例提供一种燃料电池供气系统,其包括空压机1和中冷器2,所述空压机1的出风口与所述中冷器2的入风口机械连接,所述中冷器2的出风口与所述燃料电池中电堆3的入口相通。
本发明实施例提供的燃料电池供气系统通过直接将空压机1的出风口与中冷器2的入风口机械连接,简化了供气系统的结构,提高了系统的集成度,避免了现有技术中采用软管连接而造成的成本增加和失效风险,并且,由于空压机1和电堆3共用一中冷器2作为冷却系统,空压机1出风口的空气可以直接被冷却到电堆3要求的入口温度后进入电堆3,保证电堆3的正常运行。
进一步的,所述空压机1的入风口设有单向止回阀4。所述单向止回阀4的作用有二:一是防止在大变载工况下造成短时负压引起的空气侧的倒流,降低了电堆3欠气的风险;二是在空压机1静止状态下,防止外部杂质的进入。
在本实施例中,单向止回阀4通过螺栓与空压机1的入风口连接,其结构简单可靠。由于该连接方式为现有技术,故在此便不再赘述。
可以想到的是本发明提供的单向止回阀4还可通过其他连接方式与空压机1的入风口连接,如过盈配合方式或螺纹方式,其亦能够单向止回阀4与空压机1之间的紧密连接,故本发明也意图包含这些技术方案在内。
进一步的,所述单向止回阀4为可调阀门。
在本实施例中,所述可调阀门可通过改变内部弹簧的弹性系数可以适应不同的开启空气压力需求。由于该可调阀门的结构为现有技术,故在此便不再赘述。
可以想到的是,本发明提供的可调阀门还可为其他不同结构的阀门,只要其能够实现调节阀门开度的作用,则本发明也意图包含这些技术方案在内。
进一步的,还包括空气滤清器5,所述空压机1的入风口与所述空气滤清器5连接,以过滤从空气中吸取的空气,提高电堆3中燃料的反应质量。
进一步的,所述中冷器2的出风口通过通风管道6与所述电堆3的入口相通。在本实施例中,所述通风管道6为软性管道,以降低该燃料电池供气系统的空间需求。
可以想到的是,所述通风管道6还可为刚性管道,以在仅增加有限成本的情况下,提高通风管道6的可靠性。
进一步的,所述空压机1的出风口与所述中冷器2的入风口为一体成型的刚性结构,最大限度地降低了空压机1与中冷器2之间通路的失效风险,提升了整个燃料电池供气系统的安全性。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种燃料电池供气系统,其特征在于,包括空压机和中冷器,所述空压机的出风口与所述中冷器的入风口机械连接,所述中冷器的出风口与所述燃料电池中电堆的入口相通。
2.根据权利要求1所述的燃料电池供气系统,其特征在于,所述空压机的入风口设有单向止回阀。
3.根据权利要求2所述的燃料电池供气系统,其特征在于,所述单向止回阀为可调阀门。
4.根据权利要求1所述的燃料电池供气系统,其特征在于,还包括空气滤清器,所述空压机的入风口与所述空气滤清器连接。
5.根据权利要求1所述的燃料电池供气系统,其特征在于,所述中冷器的出风口通过通风管道与所述电堆的入口相通。
6.根据权利要求5所述的燃料电池供气系统,其特征在于,所述通风管道为软性管道或刚性管道。
7.根据权利要求1至6任一项所述的燃料电池供气系统,其特征在于,所述空压机的出风口与所述中冷器的入风口为一体成型的刚性结构。
CN201710188878.6A 2017-03-27 2017-03-27 燃料电池供气系统 Pending CN106784923A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710188878.6A CN106784923A (zh) 2017-03-27 2017-03-27 燃料电池供气系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710188878.6A CN106784923A (zh) 2017-03-27 2017-03-27 燃料电池供气系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106784923A true CN106784923A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58967499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710188878.6A Pending CN106784923A (zh) 2017-03-27 2017-03-27 燃料电池供气系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106784923A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109017409A (zh) * 2018-08-19 2018-12-18 大连理工大学 一种燃料电池汽车节能供气系统
CN109638314A (zh) * 2018-12-18 2019-04-16 安徽江淮汽车集团股份有限公司 燃料电池空气供应系统及空气供应方法
CN111094751A (zh) * 2017-09-13 2020-05-01 瓦特燃料电池公司 用于离心鼓风机系统的进气组件和包括该进气组件的燃料电池
CN115020758A (zh) * 2021-03-03 2022-09-06 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池系统、阴极能量回收控制方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060204802A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Specht Steven J Fuel cell systems and related methods
CN203456546U (zh) * 2013-09-03 2014-02-26 上海汽车集团股份有限公司 可调氧浓度燃料电池阴极处理系统
CN104659393A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 上海汽车集团股份有限公司 燃料电池发动机系统集成结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060204802A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Specht Steven J Fuel cell systems and related methods
CN203456546U (zh) * 2013-09-03 2014-02-26 上海汽车集团股份有限公司 可调氧浓度燃料电池阴极处理系统
CN104659393A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 上海汽车集团股份有限公司 燃料电池发动机系统集成结构

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111094751A (zh) * 2017-09-13 2020-05-01 瓦特燃料电池公司 用于离心鼓风机系统的进气组件和包括该进气组件的燃料电池
US11708835B2 (en) 2017-09-13 2023-07-25 Watt Fuel Cell Corp. Air intake assembly for centrifugal blower system and fuel cell incorporating same
CN109017409A (zh) * 2018-08-19 2018-12-18 大连理工大学 一种燃料电池汽车节能供气系统
CN109017409B (zh) * 2018-08-19 2020-07-24 大连理工大学 一种燃料电池汽车节能供气系统
CN109638314A (zh) * 2018-12-18 2019-04-16 安徽江淮汽车集团股份有限公司 燃料电池空气供应系统及空气供应方法
CN115020758A (zh) * 2021-03-03 2022-09-06 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池系统、阴极能量回收控制方法及装置
CN115020758B (zh) * 2021-03-03 2023-09-08 宇通客车股份有限公司 一种燃料电池系统、阴极能量回收控制方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106784923A (zh) 燃料电池供气系统
CN103261650B (zh) 具有改进的油箱清洁装置的内燃机
CN113270616B (zh) 一种车用燃料电池增湿器系统及增湿方法
CN112421075A (zh) 一种燃料电池发动机空气供给系统
US9660281B2 (en) Method for controlling startup of fuel cell system
CN110176609B (zh) 一种燃料电池发动机的供气系统与一种燃料电池车辆
CN113851680A (zh) 一种燃料电池系统的阴极回路及其控制方法
CN105317591B (zh) 用于内燃机系统的氢燃料辅助装置
CN114759229B (zh) 燃料电池控制系统
CN216054820U (zh) 一种燃料电池系统
JP2020136237A (ja) 燃料電池システム及び水素循環ポンプ
CN109931195A (zh) 一种甲醇燃料双层管通风结构
CN213071190U (zh) 一种燃料电池系统的阴极回路
CN116072926B (zh) 一种乘用车燃料电池负压吹扫空气系统及方法
GB2523669A (en) Turbocharger device and fuel cell system with a turbocharger device
CN204749845U (zh) 用于燃料电池车冷却环路系统
US20170062848A1 (en) Process Control for Integrated Hydrogen Storage in Fuel Cell Energy Storage System
CN113606161A (zh) 分离式涡轮增压空气压缩机及氢燃料电池系统
US8709670B2 (en) Fuel cell system with mechanical check valve
CN212257567U (zh) 一种氢能源汽车燃料电池热管理系统
CN101157333A (zh) 汽车燃油箱压力调节装置
CN210897483U (zh) 一种燃料电池发动机空气控制系统
CN105189975B (zh) 热交换器的蓄热机构
JP2007042433A (ja) 配管構造及び燃料電池システム
CN213988946U (zh) 一种利用燃料电池尾排和进气压力实现电堆壳体通风的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531