CN115882008A - 一种燃料电池调节空气湿度系统 - Google Patents
一种燃料电池调节空气湿度系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115882008A CN115882008A CN202310132137.1A CN202310132137A CN115882008A CN 115882008 A CN115882008 A CN 115882008A CN 202310132137 A CN202310132137 A CN 202310132137A CN 115882008 A CN115882008 A CN 115882008A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- inlet
- humidifier
- outlet
- fuel cell
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明提供了一种燃料电池调节空气湿度系统，属于燃料电池技术领域。它解决了现有燃料电池系统湿度调节较困难等技术问题。本燃料电池调节空气湿度系统，包括电堆和增湿器，其特征在于，所述的增湿器具有干侧入口、干侧出口、湿侧入口和湿侧出口，所述的电堆具有空气入口和空气出口，所述的增湿器的干侧出口与电堆的空气入口相连通，所述的电堆的空气出口与增湿器的湿侧入口相连通，所述的增湿器还与一能控制空气湿度的旁通阀相连通。本发明具有湿度可调节等优点。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，涉及一种调节空气湿度系统，特别是一种燃料电池调节空气湿度系统。
背景技术
氢燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，具有高能量转换效率、高能量密度、低振动噪声、零排放等优点。燃料电池持续稳定运行的关键因素之一是提供合适的湿润空气参加反应，并将反应生成的水及时排出。过量的液态水的存在会阻碍反应气的传质，导致膜电极气体传输通道被水堵塞，影响燃料电池持续稳定运行。
现有燃料电池系统中增湿器为电堆提供合适的空气湿度，在低电流密度时候电堆需要提高空气湿度，以保证膜的润湿性，提高质子传导效率，在高电流密度时候，电堆产水量增加，不需要太高的空气湿度，否则会发生水淹现象。燃料电池系统吹扫关机时，由于空气经过增湿器后湿度提高，导致电堆内部存水，在低温下内部水在流道或气体扩散层结冰，导致在低温启动时阻塞气体到达催化层参与电化学反应，无法产生电。
因此，针对上述问题，设计出一种燃料电池调节空气湿度系统是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种燃料电池调节空气湿度系统，具有湿度可调节等优点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种燃料电池调节空气湿度系统，包括电堆和增湿器，其特征在于，所述的增湿器具有干侧入口、干侧出口、湿侧入口和湿侧出口，所述的电堆具有空气入口和空气出口，所述的增湿器的干侧出口与电堆的空气入口相连通，所述的电堆的空气出口与增湿器的湿侧入口相连通，所述的增湿器还与一能控制空气湿度的旁通阀相连通。
采用以上结构，通过旁通阀调节空气湿度，在低电流密度时候提高空气湿度，以保证膜的润湿性，提高质子传导效率，在高电流密度时候，电堆产水量增加，降低空气湿度，防止水淹现象的发生。
所述的增湿器的湿侧出口与一尾排组件相连通。
采用以上结构，通过尾排组件可对排出空气进行消音处理。
所述的尾排组件包括尾排管和消音器。
采用以上结构，排气效果更优。
所述的增湿器的干侧入口与一进气组件相连通，所述的进气组件与干侧入口之间还设置有进气三通阀。
所述的进气三通阀具有进气口、出气口一和出气口二，所述的进气三通阀的进气口与进气组件相连通，所述的进气三通阀的出气口一与增湿器的干侧入口相连通，所述的进气三通阀的出气口二与尾排组件相连通。
所述的进气组件包括空压机和中冷器，中冷器的出口与进气三通阀的进气口相连通，中冷器的进口与空压机的出口相连通。
本发明的工作原理如下：干燥空气由空压机进入系统中，经过中冷器后，进入进气三通阀，然后通过增湿器的干侧入口进入增湿器中，在增湿器中经过内部增湿处理，由增湿器的干侧出口出去，并进入电堆进行反应，空气经过电堆反应后湿度增加，并从电堆的空气出口排出，通过增湿器的湿气侧入口进入增湿器，在增湿器内部可对干燥空气进行增湿，最后通过尾排管达到消音器后排出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、燃料电池空气湿度可调节，系统性能提高。
2、关机后，提升吹扫速度，快速降低质子交换膜含水量，系统启动时间提高。
附图说明
图1是本发明实施例一的示意图。
图2是本发明实施例二的示意图。
图中，1、空压机；2、中冷器；3、进气三通阀；4、增湿器；5、电堆；6、旁通阀；7、尾排组件。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1所示，本燃料电池调节空气湿度系统，包括电堆5和增湿器4，在本实施例中，增湿器4具有干侧入口、干侧出口、湿侧入口和湿侧出口，电堆5具有空气入口和空气出口，增湿器4的干侧出口与电堆5的空气入口相连通，电堆5的空气出口与增湿器4的湿侧入口相连通，增湿器4还与一能控制空气湿度的旁通阀6相连通。
采用以上结构，通过旁通阀6调节空气湿度，在低电流密度时候提高空气湿度，以保证膜的润湿性，提高质子传导效率，在高电流密度时候，电堆5产水量增加，降低空气湿度，防止水淹现象的发生。
旁通阀6的入口与增湿器4的干侧入口相连通，旁通阀6的出口与增湿器4的干侧出口相连通；当燃料电池在低电流密度时，关闭旁通阀6，空气经过增湿后进入电堆5中，当燃料电池在高电流密度时，打开旁通阀6，一部分空气进入增湿器4中进行增湿，一部分干燥空气经过旁通阀6后与增湿的空气进行汇流，并进入电堆5中；当燃料电池在吹扫关机时，全开旁通阀6，干空气通过旁通阀6进入电堆5中。
采用以上结构，当燃料电池在低电流密度时，关闭旁通阀6，空气经过增湿后进入电堆5中，当燃料电池在高电流密度时，打开旁通阀6，一部分空气进入增湿器4中进行增湿，一部分干燥空气经过旁通阀6后与增湿的空气进行汇流，并进入电堆5中，此时，由于干燥空气与湿空气混合，进而降低空气湿度，保证进入电堆5的空气在合适湿度下；当燃料电池在吹扫关机时，全开旁通阀6，干空气通过旁通阀6进入电堆5中，此时，空气湿度较低，较快的使质子交换膜达到干燥状态，使电堆5中的质子交换膜含水量降低。
增湿器4的湿侧出口与一尾排组件7相连通。
采用以上结构，通过尾排组件7可对排出空气进行消音处理。
尾排组件7包括尾排管和消音器。
采用以上结构，排气效果更优。
增湿器4的干侧入口与一进气组件相连通，进气组件与干侧入口之间还设置有进气三通阀3。
进气三通阀3具有进气口、出气口一和出气口二，进气三通阀3的进气口与进气组件相连通，进气三通阀3的出气口一与增湿器4的干侧入口相连通，进气三通阀3的出气口二与尾排组件7相连通。
进气组件包括空压机1和中冷器2，中冷器2的出口与进气三通阀3的进气口相连通，中冷器2的进口与空压机1的出口相连通。
实施例二：
如图2所示，本燃料电池调节空气湿度系统，包括电堆5和增湿器4，在本实施例中，增湿器4具有干侧入口、干侧出口、湿侧入口和湿侧出口，电堆5具有空气入口和空气出口，增湿器4的干侧出口与电堆5的空气入口相连通，电堆5的空气出口与增湿器4的湿侧入口相连通，增湿器4还与一能控制空气湿度的旁通阀6相连通。
采用以上结构，通过旁通阀6调节空气湿度，在低电流密度时候提高空气湿度，以保证膜的润湿性，提高质子传导效率，在高电流密度时候，电堆5产水量增加，降低空气湿度，防止水淹现象的发生。
旁通阀6的入口与增湿器4的湿侧入口相连通，旁通阀6的出口与增湿器4的湿侧出口相连通；当燃料电池在低电流密度时，关闭旁通阀6，空气正常排出系统，当燃料电池在高电流密度时，打开旁通阀6，一部分湿空气进入增湿器4中，另一部分湿空气进入旁通阀6中，在尾排管中汇流并排出系统；当燃料电池在吹扫关机时，打开旁通阀6，一部分湿空气进入增湿器4中，另一部分湿空气进入旁通阀6中，在尾排管中汇流并排出系统。
采用以上结构，当燃料电池在低电流密度时，关闭旁通阀6，空气正常排出系统，当燃料电池在高电流密度时，打开旁通阀6，一部分湿空气进入增湿器4中，另一部分湿空气进入旁通阀6中，在尾排管中汇流并排出系统，此时，由于减少了进入增湿器4中的湿空气流量，降低了增湿器4的增湿能力，进而保证进入电堆5的空气在合适湿度下；当燃料电池在吹扫关机时，打开旁通阀6，一部分湿空气进入增湿器4中，另一部分湿空气进入旁通阀6中，在尾排管中汇流并排出系统，此时，由于减少了进入增湿器4中的湿空气流量，降低了增湿器4的增湿能力，使电堆5中的质子交换膜含水量降低。
增湿器4的湿侧出口与一尾排组件7相连通。
采用以上结构，通过尾排组件7可对排出空气进行消音处理。
尾排组件7包括尾排管和消音器。
采用以上结构，排气效果更优。
增湿器4的干侧入口与一进气组件相连通，进气组件与干侧入口之间还设置有进气三通阀3。
进气三通阀3具有进气口、出气口一和出气口二，进气三通阀3的进气口与进气组件相连通，进气三通阀3的出气口一与增湿器4的干侧入口相连通，进气三通阀3的出气口二与尾排组件7相连通。
进气组件包括空压机1和中冷器2，中冷器2的出口与进气三通阀3的进气口相连通，中冷器2的进口与空压机1的出口相连通。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种燃料电池调节空气湿度系统，包括电堆(5)和增湿器(4)，其特征在于，所述的增湿器(4)具有干侧入口、干侧出口、湿侧入口和湿侧出口，所述的电堆(5)具有空气入口和空气出口，所述的增湿器(4)的干侧出口与电堆(5)的空气入口相连通，所述的电堆(5)的空气出口与增湿器(4)的湿侧入口相连通，所述的增湿器(4)还与一能控制空气湿度的旁通阀(6)相连通。
2.根据权利要求1所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的旁通阀(6)的入口与增湿器(4)的干侧入口相连通，所述的旁通阀(6)的出口与增湿器(4)的干侧出口相连通；当燃料电池在低电流密度时，关闭旁通阀(6)，空气经过增湿后进入电堆(5)中，当燃料电池在高电流密度时，打开旁通阀(6)，一部分空气进入增湿器(4)中进行增湿，一部分干燥空气经过旁通阀(6)后与增湿的空气进行汇流，并进入电堆(5)中；当燃料电池在吹扫关机时，全开旁通阀(6)，干空气通过旁通阀(6)进入电堆(5)中。
3.根据权利要求1所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的旁通阀(6)的入口与增湿器(4)的湿侧入口相连通，所述的旁通阀(6)的出口与增湿器(4)的湿侧出口相连通；当燃料电池在低电流密度时，关闭旁通阀(6)，空气正常排出系统，当燃料电池在高电流密度时，打开旁通阀(6)，一部分湿空气进入增湿器(4)中，另一部分湿空气进入旁通阀(6)中，在尾排管中汇流并排出系统；当燃料电池在吹扫关机时，打开旁通阀(6)，一部分湿空气进入增湿器(4)中，另一部分湿空气进入旁通阀(6)中，在尾排管中汇流并排出系统。
4.根据权利要求1所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的增湿器(4)的湿侧出口与一尾排组件(7)相连通。
5.根据权利要求4所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的尾排组件(7)包括尾排管和消音器。
6.根据权利要求5所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的增湿器(4)的干侧入口与一进气组件相连通，所述的进气组件与干侧入口之间还设置有进气三通阀(3)。
7.根据权利要求6所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的进气三通阀(3)具有进气口、出气口一和出气口二，所述的进气三通阀(3)的进气口与进气组件相连通，所述的进气三通阀(3)的出气口一与增湿器(4)的干侧入口相连通，所述的进气三通阀(3)的出气口二与尾排组件(7)相连通。
8.根据权利要求7所述的燃料电池调节空气湿度系统，其特征在于，所述的进气组件包括空压机(1)和中冷器(2)，中冷器(2)的出口与进气三通阀(3)的进气口相连通，中冷器(2)的进口与空压机(1)的出口相连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310132137.1A CN115882008A (zh) | 2023-02-19 | 2023-02-19 | 一种燃料电池调节空气湿度系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310132137.1A CN115882008A (zh) | 2023-02-19 | 2023-02-19 | 一种燃料电池调节空气湿度系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115882008A true CN115882008A (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=85761261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310132137.1A Pending CN115882008A (zh) | 2023-02-19 | 2023-02-19 | 一种燃料电池调节空气湿度系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115882008A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116387562A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-07-04 | 国家电投集团氢能科技发展有限公司 | 增湿器、燃料电池系统和湿度调节方法 |
-
2023
- 2023-02-19 CN CN202310132137.1A patent/CN115882008A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116387562A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-07-04 | 国家电投集团氢能科技发展有限公司 | 增湿器、燃料电池系统和湿度调节方法 |
| CN116387562B (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-18 | 国家电投集团氢能科技发展有限公司 | 增湿器、燃料电池系统和湿度调节方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109411784B (zh) | 一种商用车燃料电池发动机供气系统 | |
| CN212033153U (zh) | 一种燃料电池空气路系统 | |
| CN209344234U (zh) | 一种燃料电池系统快速热机的空气控制装置 | |
| US7045229B2 (en) | Gas-supplying apparatus, gas-supplying mechanism and gas-supplying process in fuel cell | |
| CN101680671B (zh) | 加湿器和燃料电池系统 | |
| CN112216853A (zh) | 一种燃料电池系统及其湿度控制方法 | |
| KR101209745B1 (ko) | 연료 전지 시스템 | |
| KR101481244B1 (ko) | 연료전지 시스템의 가습장치 | |
| KR101916051B1 (ko) | 연료전지 배출 수소 농도 저감장치 | |
| CN110957507A (zh) | 一种燃料电池供气装置及其控制方法 | |
| CN111987334A (zh) | 一种氢燃料电池可控式空气加湿装置 | |
| CN115882008A (zh) | 一种燃料电池调节空气湿度系统 | |
| KR101610063B1 (ko) | 연료 전지 시스템 | |
| CN114497641B (zh) | 一种燃料电池空气子系统及其控制方法 | |
| JPH02825B2 (zh) | ||
| CN115425257A (zh) | 一种自调节紧凑型质子交换膜燃料电池的自增湿装置 | |
| CN113571746B (zh) | 一种燃料电池系统及防止电堆阳极水淹的方法 | |
| KR101220368B1 (ko) | 연료 전지 장치 및 그의 가습기 | |
| CN214848712U (zh) | 一种燃料电池空气路气量分配模块及燃料电池系统 | |
| CN210897483U (zh) | 一种燃料电池发动机空气控制系统 | |
| JP2010192292A (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
| CN215418252U (zh) | 一种燃料电池加湿系统 | |
| KR20080040337A (ko) | 반응 가스 공급 라인 변경을 통한 연료전지의 성능 향상시스템 | |
| CN219350276U (zh) | 一种燃料电池空气系统 | |
| CN216161773U (zh) | 集成型增湿器 |
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 |