CN212485377U - 一种燃料电池氢气循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于，其包括氢气罐、氢气循环泵、引射器、电池堆栈、第一水分离模块、氢气循环泵及第二水分离模块，其中：氢气罐的输出口经管道连接引射器的输入口；引射器的输出口经管道连接电池堆栈的输入口，电池堆栈的输出口经管道连接第一水分离模块的输入口；第一水分离模块的第一输出口经管道连接引射器的输入口，第一水分离模块的第二输出口经管道连接氢气循环泵的输入口；氢气循环泵的输出口经管道连接第二水分离模块的输入口，第二水分离模块的输出口经管道连接电池堆栈的输入口。本实用新型的燃料电池氢气循环系统，能够实现对氢气回收循环利用，从而实现资源的充分利用并杜绝了氢气直接排放至周围环境造成的安全隐患。

Description

一种燃料电池氢气循环系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池氢气循环系统。

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。只要在阳极侧和阴极侧不断的供给燃料(一般为氢气)和氧化剂(一般为空气)，它就可以通过氧化还原反应，不断地对外输出电能。由于燃料电池依据的化学反应原理，最终产物为电能和水，其中氢气系统为排除多余的水，通常采用输入过量的氢气将水分吹扫出去，但是用于吹扫的氢气伴随水直接排入大气既有安全隐患同时也是资源的浪费。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料电池氢气循环系统，其具体技术方案如下：

一种燃料电池氢气循环系统，其包括氢气罐、氢气循环泵、引射器、电池堆栈、第一水分离模块、氢气循环泵及第二水分离模块，其中：

所述氢气罐的输出口经管道连接所述引射器的输入口；

所述引射器的输出口经管道连接所述电池堆栈的输入口，所述电池堆栈的输出口经管道连接所述第一水分离模块的输入口；

所述第一水分离模块的第一输出口经管道连接所述引射器的输入口，所述第一水分离模块的第二输出口经管道连接所述氢气循环泵的输入口；

所述氢气循环泵的输出口经管道连接所述第二水分离模块的输入口，所述第二水分离模块的输出口经管道连接所述电池堆栈的输入口。

在一些实施例中，所述第一水分离模块上连接有加热模块。

在一些实施例中，所述第一水分离模块上连接有第一排水电磁阀，所述第二水分离模块上连接有第二排水电磁阀。

在一些实施例中，所述氢气罐与所述引射器之间的管道上设置有压力电磁阀、比例阀及第一压力传感器。

在一些实施例中，所述氢气罐与所述引射器之间的管道上设置有单向阀。

在一些实施例中，所述电池堆栈的输入口处设置有第二压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型的燃料电池氢气循环系统，能够实现对氢气回收循环利用，从而实现资源的充分利用并杜绝了氢气直接排放至周围环境造成的安全隐患。此外，通过设置两路并联的氢气供应管路，本实用新型的燃料电池氢气循环系统能够满足燃料电池系统在不同的负荷工况状态下的氢气循环需求，保证燃料电池系统始终处于最佳工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要实用的附图作简单地介绍、显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本实用新型的燃料电池氢气循环系统的结构示意图；

图1中包括氢气储罐1、氢气探测器2、引射器3、电池堆栈4、第一水分离模块5、氢气循环泵6、第二水分离模块7、加热模块8、第一排水电磁阀9、第二排水电磁阀10、压力电磁阀11、比例阀12、单向阀13、第一压力传感器14、第二压力传感器15。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型的燃料电池氢气循环系统包括氢气罐1、引射器3、电池堆栈4、第一水分离模块5、氢气循环泵6及第二水分离模块7等组件。其中：

氢气罐1的输出口经管道连接引射器3的输入口。

引射器3的输出口经管道连接电池堆栈4的输入口。

电池堆栈4的输出口经管道连接第一水分离模块5的输入口。

第一水分离模块5的第一输出口经管道连接引射器3的输入口，第一水分离模块5的第二输出口经管道连接氢气循环泵6的输入口。

氢气循环泵6的输出口经管道连接第二水分离模块7的输入口。

第二水分离模块7的输出口经管道连接电池堆栈4的输入口。

氢气罐1中的氢气、第一水分离模块中的部分氢气分别经管道进入至引射器3内并在引射器内混合。引射器3将混合后的氢气引射至电池堆栈4内从而实现对电池堆栈4的氢气供应，氢气在电池堆栈4内与空气发生氧化反应，反应过程中产生大量的水。

电池堆栈4内的水及未反应完的氢气进入至第一水分离模块5并在第一水分离模块5内实施水气分离。分离出的水停留在第一水分离模块5内，而分离出的氢气则分两路排出第一水分离模块5，其中：第一路氢气经管道返回至引射器3，由引射器3引射至电池堆栈4内；第二路氢气则在氢气循环泵6的驱动下，流经第二水分离模块7后返回至电池堆栈4内。其中：第二水分离模块7能够进一步分离出该路氢气中的水份，以控制进入至电池堆栈4内的氢气的含水量。

如本领域一般技术人员所熟知的，使用引射器3将氢气引射至电池堆栈4内，这种燃料供应方式在燃料电池系统处在较高负荷工况状态下具有较好的响应效果，但在燃料电池系统处在较低负荷工况状态下的响应效果较差。相反的，采用氢气循环泵6将氢气缓慢的送入至电池堆栈4内，这种燃料供应方式在燃料电池系统处在较低负荷工况状态下具有较好的响应效果，但在燃料电池系统处在较高负荷工况状态下的响应效果较差。

而本实用新型中，共设有两路并联的氢气供应管路，其中一路氢气由引射器3引射至电池堆栈4内，另一路氢气则由氢气循环泵6送入至电池堆栈4。如此，本实用新型能够满足燃料电池系统在不同的负荷工况状态下的氢气循环需求，保证燃料电池系统始终处于最佳工作状态。

为了加快第一水分离模块5的水气分离效率，可选的，第一水分离模块5上连接有加热模块。

可选的，第一水分离模块5上连接有第一排水电磁阀9，第二水分离模块7上连接有第二排水电磁阀10。打开第一排水电磁阀9、第二水分离模块7，能够分别将第一水分离模块5、第二水分离模块7内的水排出。

可选的，氢气罐1与所述引射器3之间的管道上设置有压力电磁阀11、比例阀12及第一压力传感器14。通过调节压力电磁阀11、比例阀12能够控制自氢气供应管道流入至引射器3的氢气的流量。通过设置第一压力传感器14，则能实现对氢气供应管道内的压力的监控。

可选的，氢气罐1与引射器3之间的管道上还设置有与大气相通的单向阀13。通过设置单向阀13，保证最终进入燃料电池堆栈的氢气压力在堆栈要求的压力范围之内，对燃料电池堆栈起到了保护作用。

可选的，电池堆栈4的输入口处设置有第二压力传感器15。通过设置第二压力传感器15，实现对电池堆栈4的输入口处的压力监控。

可选的，本实用新型还包括氢气探测器2，氢气探测器2能够实现对泄露至周围环境的氢气的含量进行实时监控。

可见，本实用新型的燃料电池氢气循环系统，能够实现对氢气回收循环利用，从而实现资源的充分利用并杜绝了氢气直接排放至周围环境造成的安全隐患。

此外，通过设置两路并联的氢气供应管路，本实用新型的燃料电池氢气循环系统能够满足燃料电池系统在不同的负荷工况状态下的氢气循环需求，保证燃料电池系统始终处于最佳工作状态。

上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (6)

1.一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于，其包括氢气罐、氢气循环泵、引射器、电池堆栈、第一水分离模块、氢气循环泵及第二水分离模块，其中：

所述氢气罐的输出口经管道连接所述引射器的输入口；

所述引射器的输出口经管道连接所述电池堆栈的输入口，所述电池堆栈的输出口经管道连接所述第一水分离模块的输入口；

所述第一水分离模块的第一输出口经管道连接所述引射器的输入口，所述第一水分离模块的第二输出口经管道连接所述氢气循环泵的输入口；

所述氢气循环泵的输出口经管道连接所述第二水分离模块的输入口，所述第二水分离模块的输出口经管道连接所述电池堆栈的输入口。

2.如权利要求1所述的燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述第一水分离模块上连接有加热模块。

3.如权利要求1所述的燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述第一水分离模块上连接有第一排水电磁阀，所述第二水分离模块上连接有第二排水电磁阀。

4.如权利要求1所述的燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述氢气罐与所述引射器之间的管道上设置有压力电磁阀、比例阀及第一压力传感器。

5.如权利要求1所述的燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述氢气罐与所述引射器之间的管道上设置有单向阀。

6.如权利要求1所述的燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述电池堆栈的输入口处设置有第二压力传感器。

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