CN114725440A - 一种燃料电池的加湿装置、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种燃料电池的加湿装置、系统和方法，加湿装置包括主壳体、干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔、干湿气输出通道和吹扫气通道；阀芯控制干气输入通道的气体进入干气连接腔和干气输入腔，加湿单元接收湿气输入通道输进来的空气尾气，加湿单元提取空气尾气的水蒸气，然后将空气尾气排至尾气输出通道；所述加湿单元接收干气输入腔的干气，使干气变成湿气并输出至湿气混合腔；干气连接腔接收干气并输入至干湿气混合腔。本发明通过设置单一加湿装置，能够提供湿空气和干空气给电堆，并且加湿装置回收电堆产生的水分，结构简单的同时具备干湿两用。

Description

一种燃料电池的加湿装置、系统和方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池的加湿装置、系统和方法。
背景技术
燃料电池是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置，燃料电池的燃料一般是氢气、甲醇、甲烷等，空气或氧气等为氧化剂。燃料电池电堆在工作时需要氢气、空气或者氧气以及用于电堆冷却的冷却剂。同时还需要将电堆内未消耗完的氢气、过量的空气或者氧气以及冷却完毕后的冷却液排出。
然而，对于燃料电池电堆使用的空气来说，需要对空气进行加湿来达到最佳的发电效果。现有技术大部分都是设置两个独立的通路来控制干空气或湿空气进入燃料电池电堆，需要更多的管路和阀门，是的加湿系统结构较散，不利于集成度。另外，加湿器需要另外连接一个蓄水设备，从而增加了成本。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，提供一种燃料电池的加湿装置、系统和方法，通过设置单一加湿装置，能够提供两种气体（湿空气和干空气）给电堆，并且加湿装置的水分是通过回收电堆产生的水分，结构简单的同时具备干湿两用。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池的加湿装置，包括主壳体、干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔和干湿气输出通道，所述控制阀门包括阀头和阀芯；
其中，所述干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔、干湿气输出通道、吹扫气通道和阀芯内设于主壳体，所述阀头外设于主壳体的左侧；
所述干气输入通道设置于主壳体的左下端，干气输入通道的一端与外界连接、另一端连接干气输入腔；
所述加湿单元设置于主壳体的顶端，加湿单元一端连接干气输入腔、另一端连接干湿气混合腔；
所述干气连接腔设置于主壳体的底端，干气连接腔一端连接干气输入通道、另一端连接干湿气混合腔；
所述湿气输入通道设置于主壳体的顶端，湿气输入通道一端连接加湿单元、另一端连接外界；
所述尾气输出通道设置于主壳体的顶端，尾气输出通道一端连接加湿单元、另一端连接外界；
所述阀芯内设于干气输入通道与干气连接腔之间的连接处，所述阀头用于控制阀芯的运动，阀芯用于控制干气输入通道的气体进入干气连接腔和干气输入腔。
进一步的，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接外界。
本发明另一目的是提供一种燃料电池的加湿系统，包括加湿装置、空压机和电堆，电堆包括空气输入口和空气输出口，所述空压机连接干气输入通道，所述电堆的空气输入口连接干湿气输出通道，所述电堆的空气输出口连接湿气输入通道。
进一步的，所述加湿系统还包括保护外壳和气通阀门，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接保护外壳，所述电堆固定设置于保护外壳内部，气通阀门设置于保护外壳上。
本发明又一目的是提供一种燃料电池的加湿方法，其运用于加湿系统上，其特征在于，包括以下步骤：
开启电堆和空压机，空压机输送空气进入加湿装置干气输入通道，加湿装置对空气进行加工处理后，加湿装置将空气输入至电堆，空气在电堆进行电化学反应后产生空气尾气并夹带水蒸气，电堆将空气尾气和水蒸气通过加湿装置的湿气输入通道输入加湿装置的加湿单元，加湿单元提取并保留水蒸气，然后将空气尾气通过尾气输出通道排至外界；
所述加湿装置对空气进行加工处理，具体为：
当电堆运行于低功率时，所述阀头控制阀芯堵住干气输入通道的空气进入干气连接腔，干气输入通道的空气则进入干气输入腔，干气输入腔的空气进入加湿单元后夹带加湿单元内的水蒸气进入干湿气混合腔后，加湿装置通过干湿气输出通道，将空气和水蒸气输入至电堆；
当电堆运行于中功率时，所述阀头控制阀芯旋转设定角度，阀芯控制干气输入通道的一部分空气进入干气输入腔、一部分空气进入干气连接腔，干气输入腔的空气进入加湿单元后夹带加湿单元内的水蒸气进入干湿气混合腔，干气连接腔的空气也进入干湿气混合腔；干湿气混合腔将加湿单元输送的空气和水蒸气以及干气连接腔输送的空气进行混合后，加湿装置通过干湿气输出通道将混合气体输送至电堆；
当电堆运行于高功率时，所述阀头控制阀芯堵住干气输入通道与干气输入腔之间的通道，即堵住干气输入通道的空气进入干气输入腔，而干气输入通道的空气则依次通过干气连接腔、干湿气混合腔、干湿气输出通道，最后加湿装置将空气输入至电堆。
进一步的，所述加湿系统还包括保护外壳和气通阀门，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接保护外壳，所述电堆固定设置于保护外壳内部，气通阀门设置于保护外壳上；所述加湿方法还包括步骤：
空压机输送空气进入加湿装置的干气输入通道后，干气输入通道将空气输送至吹扫气通道，吹扫气通道输送空气进入保护外壳内，空气吹扫保护外壳内部和电堆；开启气通阀门，气通阀门将空气排至外界。
采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：本发明加湿装置集成度度高并易于控制干气和湿气，通过在加湿装置设置两路气体，一路气体通入加湿单元时对空气进行加湿，一路通入干气连接腔不需要加湿直接进入电堆；本发明通过阀芯的转动角度来控制干气的流动量，达到灵活控制气体所含的水分的效果；本发明加湿装置无需连接额外的蓄水装置，能够直接回收燃料电池电堆排放的空气尾气夹带的水分，循环利用达到节能效果，并降低了成本；本发明加湿装置额外设置一个吹扫气通道，通过吹扫气通道单独引用一部分气体进入燃料电池电堆的保护外壳进行吹扫，从而吹走保护外壳内部的氢气以及水分。
附图说明
图1为本发明加湿装置的立体结构示意图。
图2为本发明加湿装置的前视图。
图3为本发明加湿装置的仰视图。
图4为本发明加湿装置的俯视图。
图5为图4中AA面的剖面图。
图6为本发明加湿系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1
如图1-5所示，本实施例公开了一种燃料电池的加湿装置，用于选择性地给燃料电池电堆提供干空气或者湿空气，所述加湿装置1包括主壳体11、干气输入通道12、控制阀门13、干气连接腔14、干气输入腔15、湿气输入通道16、加湿单元17、尾气输出通道18、干湿气混合腔19、干湿气输出通道20和吹扫气通道21，所述控制阀门13包括阀头131和阀芯132。
其中，所述干气输入通道12、控制阀门13、干气连接腔14、干气输入腔15、湿气输入通道16、加湿单元17、尾气输出通道18、干湿气混合腔19、干湿气输出通道20、吹扫气通道和阀芯132内设于主壳体11，所述阀头131外设于主壳体11的左侧。
所述干气输入通道12设置于主壳体11的左下端，干气输入通道12的一端与外界连接、另一端连接干气输入腔15。
所述加湿单元17设置于主壳体11的顶端，加湿单元17一端连接干气输入腔15、另一端连接干湿气混合腔19。
所述干气连接腔14设置于主壳体11的底端，干气连接腔14一端连接干气输入通道12、另一端连接干湿气混合腔19。
所述湿气输入通道16设置于主壳体11的顶端，湿气输入通道16一端连接加湿单元17、另一端连接外界。
所述尾气输出通道18设置于主壳体11的顶端，尾气输出通道18一端连接加湿单元17、另一端连接外界。
所述阀芯132内设于干气输入通道12与干气连接腔14之间的连接处，所述阀头131用于控制阀芯132的运动，阀芯132用于控制干气输入通道12的气体进入干气连接腔14和干气输入腔15。如图5所示，阀芯132为四分之一球体形，阀芯132正对着干气输入腔15，此时正好完全堵住所述干气输入通道12连接干气输入腔15那一端的端口，干气输入通道12的气体无法进入干气输入腔15，干气输入通道12的气体全部进去干气连接腔14；当阀芯132顺时针旋转45度时，此时干气输入通道12连接干气输入腔15那一端的端口半开，干气连接腔14连接干气输入通道12那一端的端口半开，干气输入通道12的气体一半进入干气输入腔15、一半进去干气连接腔14；当阀芯132顺时针旋转90度时，阀芯132正对着干气连接腔14，此时正好完全堵住干气连接腔14连接干气输入通道12那一端的端口，干气输入通道12的气体全部进入干气输入腔15。由此可见，通过阀头131调节阀芯132的旋转角度，从而调节干气输入通道12的气体分别进去干气连接腔14和干气输入腔15的流量。
所述加湿单元17用于接收传输湿气输入通道16输进来的空气尾气，其中空气尾气夹带水蒸气，加湿单元17提取并传递水蒸气，然后将空气尾气排至尾气输出通道18；所述加湿单元17还用于接收干气输入腔15的干气，干气通过加湿单元17时带走加湿单元17内传递的水蒸气，使得干气变成湿气，湿气从加湿单元17进入干湿气混合腔19。所述干湿气混合腔19用于接收加湿单元17的湿气以及干气连接腔14的干气，在阀芯132完全堵住干气输入通道12的干气进入干气输入腔15的情况下，干湿气混合腔19只接收干气连接腔14的干气，并将干气输出至干湿气输出通道20；在阀芯132完全堵住干气输入通道12的干气进入干气连接腔14的情况下，干湿气混合腔19只接收加湿单元17的湿气，并将湿气输出至干湿气输出通道20；在阀芯132半开情况下，此时干气输入通道12一半的干气进入干气输入腔15、另一半干气进入干气连接腔14，干湿气混合腔19接收干气连接腔14的干气以及加湿单元17的湿气，并将接收的干气和湿气混合一起后输出至干湿气输出通道20。
所述吹扫气通道21设置于主壳体11的前端右侧，吹扫气通道21一端连接干气输入通道12、另一端连接外界（对外连接燃料电池电堆的保护外壳）；所述吹扫气通道21用于接收干气输入通道12的干气，吹扫气通道21对外连接燃料电池电堆的保护外壳，通过吹扫气通道21的干气进入保护外壳内部，吹扫保护外壳，稀释保护外壳内积聚的氢气并通过气通阀门33将氢气排至尾排。
本实施例的加湿装置1集成度度高并易于控制干气和湿气，针对燃料电池电堆，燃料电池电堆运行于低功率需要对燃料电池电堆所需的空气进行加湿，而运行于高功率时无需对燃料电池电堆所需的空气进行加湿，通过在加湿装置1设置两路气体，一路气体通入加湿单元17时对空气进行加湿，一路通入旁通管路（干气连接腔14）不需要加湿直接进入电堆；目前大部分现有技术方案是使用2个空气阀进行分离加湿与不加湿的空气管路，使得成本增加，结构较散，不利于集成度；另外，通过灵活调节阀芯132的转动角度来控制干气的流动量，例如，燃料电池电堆运行于中功率时，阀芯132瞬时针转动45度时，此时一半干气体进入加湿单元17变成湿气后进入干湿气混合腔19，另一半干气体直接进入干湿气混合腔19，湿气和干气混合后，降低混合气体的水蒸气比例，达到灵活控制气体所含的水分的效果；本加湿装置1无需连接额外的蓄水装置，能够直接回收燃料电池电堆排放的空气尾气夹带的水分，循环利用达到节能效果，并降低了成本；同时，本加湿装置1额外设置一个吹扫气通道21，通过吹扫气通道21单独引用干气输入通道12的一部分气体进入燃料电池电堆的保护外壳进行吹扫，从而吹走保护外壳内部的氢气以及水分。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上公开一种燃料电池的加湿系统，如图6所示，包括实施例1中的加湿装置1、空压机2和燃料电池电堆3，所述燃料电池电堆3包括电堆31、保护外壳32和气通阀门33；所述电堆31固定设置于保护外壳32内部，气通阀门33设置于保护外壳32上；电堆31包括空气输入口和空气输出口。
所述空压机2连接干气输入通道12，所述电堆31的空气输入口连接干湿气输出通道20，所述电堆31的空气输出口连接湿气输入通道16。
吹扫气通道21连接保护外壳32。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础上公开一种燃料电池的加湿方法，步骤包括：
开启电堆31和空压机2，空压机2输送空气进入加湿装置1的干气输入通道12，加湿装置1对空气进行加工处理后，加湿装置1将空气输入至电堆31，空气在电堆31进行电化学反应后产生空气尾气并夹带水蒸气，电堆31将空气尾气和水蒸气通过加湿装置1的湿气输入通道16输入加湿装置1的加湿单元17，加湿单元17提取并保留水蒸气，然后将空气尾气通过尾气输出通道18排至外界；
另外，空压机2输送空气进入加湿装置1的干气输入通道12后，干气输入通道12将空气输送至吹扫气通道21，吹扫气通道21输送空气进入保护外壳32内，空气吹扫保护外壳32内部和电堆31；开启气通阀门33，气通阀门33将空气排至外界；
所述加湿装置1对空气进行加工处理，具体为：
当电堆31运行于低功率时，所述阀头131控制阀芯132堵住干气输入通道12与干气输入腔15之间的通道，即堵住干气输入通道12的空气进入干气连接腔14，干气输入通道12的空气则进入干气输入腔15，干气输入腔15的空气进入加湿单元17后夹带加湿单元17内的水蒸气进入干湿气混合腔19后，加湿装置1通过干湿气输出通道20，将空气和水蒸气输入至电堆31；
当电堆31运行于中功率时，所述阀头131控制阀芯132旋转设定角度，阀芯132控制干气输入通道12的一部分空气进入干气输入腔15、一部分空气进入干气连接腔14，干气输入腔15的空气进入加湿单元17后夹带加湿单元17内的水蒸气进入干湿气混合腔19，干气连接腔14的空气也进入干湿气混合腔19；干湿气混合腔19将加湿单元17输送的空气和水蒸气以及干气连接腔14输送的空气进行混合后，加湿装置1通过干湿气输出通道20将混合气体输送至电堆31；优选的，设定角度为45度；
其中，对于进入干气连接腔14或干气输入腔15的空气流量来说，是根据电堆31实时运行功率确定，进入干气连接腔14的空气流量或大于或等于或小于干气输入腔15的空气流量，具体通过控制阀芯132旋转的旋转角度；
当电堆31运行于高功率时，所述阀头131控制阀芯132堵住干气输入通道12与干气输入腔15之间的通道，即堵住干气输入通道12的空气进入干气输入腔15，而干气输入通道12的空气则依次通过干气连接腔14、干湿气混合腔19、干湿气输出通道20，最后加湿装置1将空气输入至电堆31。
本发明通过设置单一加湿装置1，能够提供两种气体（湿空气和干空气）给电堆31，并且加湿装置1的水分是通过回收电堆31产生的水分，结构简单的同时具备干湿两用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (6)

1.一种燃料电池的加湿装置，其特征在于，包括主壳体、干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔和干湿气输出通道，所述控制阀门包括阀头和阀芯；
其中，所述干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔、干湿气输出通道、吹扫气通道和阀芯内设于主壳体，所述阀头外设于主壳体的左侧；
所述干气输入通道设置于主壳体的左下端，干气输入通道的一端与外界连接、另一端连接干气输入腔；
所述加湿单元设置于主壳体的顶端，加湿单元一端连接干气输入腔、另一端连接干湿气混合腔；
所述干气连接腔设置于主壳体的底端，干气连接腔一端连接干气输入通道、另一端连接干湿气混合腔；
所述湿气输入通道设置于主壳体的顶端，湿气输入通道一端连接加湿单元、另一端连接外界；
所述尾气输出通道设置于主壳体的顶端，尾气输出通道一端连接加湿单元、另一端连接外界；
所述阀芯内设于干气输入通道与干气连接腔之间的连接处，所述阀头用于控制阀芯的运动，阀芯用于控制干气输入通道的气体进入干气连接腔和干气输入腔。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的加湿装置，其特征在于，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接外界。
3.一种燃料电池的加湿系统，包括权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，空压机和电堆，电堆包括空气输入口和空气输出口，所述空压机连接干气输入通道，所述电堆的空气输入口连接干湿气输出通道，所述电堆的空气输出口连接湿气输入通道。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池的加湿系统，其特征在于，所述加湿系统还包括保护外壳和气通阀门，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接保护外壳，所述电堆固定设置于保护外壳内部，气通阀门设置于保护外壳上。
5.一种燃料电池的加湿方法，其运用于权利要求3所述的加湿系统上，其特征在于，包括以下步骤：
开启电堆和空压机，空压机输送空气进入加湿装置干气输入通道，加湿装置对空气进行加工处理后，加湿装置将空气输入至电堆，空气在电堆进行电化学反应后产生空气尾气并夹带水蒸气，电堆将空气尾气和水蒸气通过加湿装置的湿气输入通道输入加湿装置的加湿单元，加湿单元提取并保留水蒸气，然后将空气尾气通过尾气输出通道排至外界；
所述加湿装置对空气进行加工处理，具体为：
当电堆运行于低功率时，所述阀头控制阀芯堵住干气输入通道的空气进入干气连接腔，干气输入通道的空气则进入干气输入腔，干气输入腔的空气进入加湿单元后夹带加湿单元内的水蒸气进入干湿气混合腔后，加湿装置通过干湿气输出通道，将空气和水蒸气输入至电堆；
当电堆运行于中功率时，所述阀头控制阀芯旋转设定角度，阀芯控制干气输入通道的一部分空气进入干气输入腔、一部分空气进入干气连接腔，干气输入腔的空气进入加湿单元后夹带加湿单元内的水蒸气进入干湿气混合腔，干气连接腔的空气也进入干湿气混合腔；干湿气混合腔将加湿单元输送的空气和水蒸气以及干气连接腔输送的空气进行混合后，加湿装置通过干湿气输出通道将混合气体输送至电堆；
当电堆运行于高功率时，所述阀头控制阀芯堵住干气输入通道与干气输入腔之间的通道，即堵住干气输入通道的空气进入干气输入腔，而干气输入通道的空气则依次通过干气连接腔、干湿气混合腔、干湿气输出通道，最后加湿装置将空气输入至电堆。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池的加湿方法，所述加湿系统还包括保护外壳和气通阀门，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接保护外壳，所述电堆固定设置于保护外壳内部，气通阀门设置于保护外壳上；其特征在于，所述加湿方法还包括步骤：
空压机输送空气进入加湿装置的干气输入通道后，干气输入通道将空气输送至吹扫气通道，吹扫气通道输送空气进入保护外壳内，空气吹扫保护外壳内部和电堆；开启气通阀门，气通阀门将空气排至外界。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207765543U (zh) * 2017-12-13 2018-08-24 郑州宇通客车股份有限公司 燃料电池空气增湿系统、燃料电池系统及车辆
CN113270615A (zh) * 2020-02-14 2021-08-17 广州汽车集团股份有限公司 空气增湿器和燃料电池汽车
CN214099656U (zh) * 2020-12-28 2021-08-31 中山大洋电机股份有限公司 一种中冷加湿一体化模块及燃料电池系统
CN113557619A (zh) * 2019-03-07 2021-10-26 可隆工业株式会社 用于燃料电池的膜加湿器及包括其的燃料电池系统
CN216288546U (zh) * 2021-11-22 2022-04-12 江苏清能动力科技有限公司 一种用于燃料电池系统的多功能集成式增湿器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207765543U (zh) * 2017-12-13 2018-08-24 郑州宇通客车股份有限公司 燃料电池空气增湿系统、燃料电池系统及车辆
CN113557619A (zh) * 2019-03-07 2021-10-26 可隆工业株式会社 用于燃料电池的膜加湿器及包括其的燃料电池系统
CN113270615A (zh) * 2020-02-14 2021-08-17 广州汽车集团股份有限公司 空气增湿器和燃料电池汽车
CN214099656U (zh) * 2020-12-28 2021-08-31 中山大洋电机股份有限公司 一种中冷加湿一体化模块及燃料电池系统
CN216288546U (zh) * 2021-11-22 2022-04-12 江苏清能动力科技有限公司 一种用于燃料电池系统的多功能集成式增湿器

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