CN212991129U - 燃料电池供料组件和燃料电池系统组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池系统组件包括一进料装置、一电堆反应装置、一加热装置以及一液气回收装置，其中所述燃料电池供料组件被导通地连接所述进料装置和所述电堆反应装置，所述液气回收装置被导通地连接于所述加热装置，所述进料装置和所述液气回收装置被所述加热装置导通地连接于所述电堆反应装置，所述进料装置通入的燃料和所述液气回收装置回收自所述电堆反应装置的燃料被汇合至所述加热装置，借以所述加热装置加热混合的燃料并通入所述混合的燃料至所述电堆反应装置。

Description

燃料电池供料组件和燃料电池系统组件

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件。

背景技术

燃料电池是将燃料和电解质的化学能直接转换成电能的发电装置，也是继火电、水电、核电之后的第四种发电装置，是当今发达国家十分重视的高新技术开发领域。氢氧燃料电池作为一种清洁能源，其以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。

燃料电池动力系统中阳极侧一般采用闭式，即出口是封闭的，只会间歇性的向外界排放少量尾气，氢气供应系统在反应气体参与反应消耗后会及时补充以确保阳极侧压力的稳定。虽然燃料电池反应生成的水在阴极侧产生，但在浓度差的驱动下会发生双向渗透。

因此，此类系统往往会设置循环泵或者引射器来对阳极侧氢气进行循环，其主要作用为：其一，对参与反应的气体进行自加湿；其二，排出阳极侧反应区的液态水，避免阳极水淹；其三，增强阳极侧气体出口处水往阴极侧气体入口的渗透速率，降低系统对阴极加湿器的依赖性。对于引射器或者循环泵，过多的液态水也会影响它们正常工作，在循环装置前端中加入气液分离器十分有必要。

反应过程生成的水一部分会以气态形式存在，当反应气体中的气态水达到饱和状态后，在环境条件发生特定变化时，部分气态水有可能会液化，并以液态形式存在。若进入电堆的反应气体中存在过多的液态水，会导致质子交换膜的局部水淹，从而影响电堆性能。一般来说，当进入电堆的反应气体的湿度在90％以下时，燃料电池电堆会有较好的工作性能。换言之，通入氢氧燃料电池电堆的氢气中含有一定的气态水，其中气态水的饱和程度，也就是氢气的湿度，需要控制在合适的范围内。

燃料电池阳极侧的计量比一般在1.2～2.0之间，即循环气体流量和参与反应的气体流量比例在20％～100％。进入电堆前，循环回收的气体会和从供气系统过来的干燥燃料气体混合，当环境温度过低或者循环气体比例较大时，会出现混合后的气体中的气态水过饱和的状况，即混合后的气体会存在液态水。换言之，环境温度会直接影响到燃料电池的性能，环境温度较低时，比如冬天时通入燃料电池内的混合气体更容易出现液态水，如果直接进入电堆，电堆阳极侧会存在发生水淹的风险。

如图1所示，揭露了现有技术的一燃料电池水管理系统，其在混合后的气体后端设置了气液分离器，由所述气液分离器分离出液态水，避免液态水被回收进入到电堆。但是现有技术的这种燃料电池，被气液分离器分离得到的气体中的气态水仍处于饱和状态，很容易受到环境温度影响变成液态水，并不能很好的解决液态水进入到电堆的问题。其次，现有技术的气液分离器直接把液态水排出系统，会削弱循环泵参与反应的氢气进行自加湿的作用。此外，现有技术的燃料电池无法精确获得排液需求，不能根据液体存量排出分离得到的液态水，并且容易造成反应气体的误排放，从而导致反应气体浪费。

实用新型内容

本实用新型的一个主要优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池供料组件能够使被通入燃料电池电堆的湿氢气处于非饱和状态，防止存在液态水被直接通入所述燃料电池电堆，有利于避免阳极侧的局部水淹。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，在不同环境温度下，都能使进入电堆的反应气体的湿度保持在合理的范围内，削弱环境温度对燃料电池电堆性能影响。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池系统组件增强燃料电池系统阳极侧的加湿效果，降低燃料电池系统对其阴极侧加湿器的依赖性。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池供料组件检测液位高度，根据检测液位高度排放回收到液态水，有利于提高排液的准确性，进而提升气体利用高效率。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中增强燃料电池阳极侧的循环自加湿加湿效果，降低燃料电池对阴极侧加湿器的依赖性，有利于降低使阴极侧加湿器体积、重量、成本。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池供料组件包括一加热装置，其中所述加热装置紧邻所述电堆的氢气进气端被设置，以使混合燃料气体被加热后直接通入所述电堆，防止混合燃料气体中的气态水液化。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述加热装置对进入电堆阳极侧前的混合后的气体进行加热，使过饱和的混有气态水的燃料气体变为非饱和状态的燃料气体，有利于避免液态水进入电堆，有利于提高燃料电池系统的工作性能。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述加热装置为热交换装置，所述燃料电池的一冷却系统的热量被传导至所述热交换装置，借以加热进入电堆前的阳极侧混合后的气体，简化了所述燃料电池的系统结构。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池供料组件提供了干燃料气体和湿燃料气体的混合场所，使燃料提起能够充分混合，降低因未充分混合导致液态水直接进入电堆，有利于提高所述燃料电池系统组件的使用寿命。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池供料组件和燃料电池系统组件，其中所述燃料电池系统组件通过热交换的方式由所述冷却系统传导热量至所述加热装置，以加热混合的燃料气体，在冷却混合燃料气体的同时降低所述冷却系统的温度，有利于减轻所述冷却系统的负荷。

本实用新型的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本实用新型的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本实用新型的一燃料电池供料组件，适于一燃料电池系统组件，其中所述燃料电池系统组件进一步包括一进料装置、一电堆反应装置以及一冷却装置，所述燃料电池供料组件包括：

一加热装置；和

一液气回收装置，其中所述液气回收装置被导通地连接于所述加热装置，所述进料装置和所述液气回收装置适于被所述加热装置导通地连接于所述电堆反应装置，所述进料装置通入的燃料和所述液气回收装置回收自所述电堆反应装置的燃料被汇合至所述加热装置，借以所述加热装置加热混合的燃料并通入所述混合的燃料至所述电堆反应装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述液气回收装置包括一气液分离器和一循环装置，所述气液分离器被导通地连接于所述循环装置，所述气液分离器适于被导通地连接于所述电堆反应装置，所述循环装置适于被导通地连接于所述加热装置，所述气液分离器分离所述电堆反应装置排放的未反应燃料和水汽的混合气体，并由所述循环装置导入所述混合气体至所述加热装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述液气回收装置进一步包括一液位传感器，其中所述液位传感器被设置于所述气液分离器。

根据本实用新型的一个实施例，所述加热装置被可导通地连接于所述冷却装置，借以所述冷却装置以热传导的方式将所述电堆反应装置产生的热量通过所述加热装置传导至所述混合的燃料。

根据本实用新型的一个实施例，所述加热装置进一步具有一燃料入口、一燃料出口、以及连通所述燃料入口和所述燃料出口的一燃料通道，所述加热装置进一步具有一冷却液入口、一冷却液出口以及连通所述冷却液入口和所述冷却液出口的一冷却液通道，其中所述加热装置的所述燃料通道与所述冷却液同向相互间隔且允许热量的传导，所述加热装置的所述冷却液通道内冷却液流量范围在 5～10L/min，且压降不大于20kPa。

根据本实用新型的一个实施例，所述加热器选自真空钎焊的全铝板式换热器。

根据本实用新型的一个实施例，所述循环装置选自由循环泵和引射器及其组合。

根据本实用新型的一个实施例，所述液位传感器选自由浮子笛簧式液位传感器、光电式液位传感器或者电容式液位传感器组成的传感器组合。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供一燃料电池系统组件，包括：

一进料装置和一电堆反应装置；和

一燃料电池供料组件，其中所述燃料电池供料组件被导通地连接所述进料装置和所述电堆反应装置，所述燃料电池供料组件进一步包括一加热装置和一液气回收装置，其中所述液气回收装置被导通地连接于所述加热装置，所述进料装置和所述液气回收装置被所述加热装置导通地连接于所述电堆反应装置，所述进料装置通入的燃料和所述液气回收装置回收自所述电堆反应装置的燃料被汇合至所述加热装置，借以所述加热装置加热混合的燃料并通入所述混合的燃料至所述电堆反应装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述液气回收装置包括一气液分离器和一循环装置，所述气液分离器被导通地连接于所述循环装置，所述气液分离器适于被导通地连接于所述电堆反应装置，所述循环装置适于被导通地连接于所述加热装置，所述气液分离器分离所述电堆反应装置排放的未反应燃料和水汽的混合气体，并由所述循环装置导入所述混合气体至所述加热装置。

根据本实用新型的一个实施例，进一步包括一冷却装置，所述冷却装置被热传导地连通所述加热装置和所述电堆反应装置，所述冷却装置吸收所述电堆反应装置产生的热量和传导热量至所述加热装置，借以所述冷却装置以热传导的方式将所述电堆反应装置产生的热量通过所述加热装置传导至所述混合的燃料。

根据本实用新型的一个实施例，所述加热装置进一步具有一燃料入口、一燃料出口、以及连通所述燃料入口和所述燃料出口的一燃料通道，所述加热装置进一步具有一冷却液入口、一冷却液出口以及连通所述冷却液入口和所述冷却液出口的一冷却液通道，其中所述加热装置的所述燃料通道与所述冷却液同向相互间隔且允许热量的传导，所述加热装置的所述冷却液通道内冷却液流量范围在 5～10L/min，且压降不大于20kPa。

根据本实用新型的一个实施例，所述液气回收装置进一步包括一液位传感器，其中所述液位传感器被设置于所述气液分离器。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却装置包括一冷却回路和一热传导回路，其中所述冷却回路被导通地连接于所述电堆反应装置，所述热传导回路被导通地连接所述电堆反应装置与所述加热装置，借以所述热传导回路通过热传导的方式将所述电堆反应装置的热量传导至所述加热装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述热传导回路包括一热传导出水管、一热传导进水管、以及一水箱，其中所述水箱被可连通地设置于所述热传导出水管和所述热传导进水管之间，其中所述热传导出水管被可导通地接入所述电堆反应装置，所述热传导进水管被导通地连接所述冷却回路于所述加热装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述热传导回路包括一热传导出水管、一热传导进水管、以及一节流元件，其中所述节流元件被设置于所述热传导出水管和 /或所述热传导进水管，借以所述节流元件控制所述热传导回路内所述冷却液和所述冷却回路内所述冷却液的流量占比。

通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和优势将得以充分体现。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是现有技术的一燃料电池的一燃料电池水管理系统的系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型的第一较佳实施例的一燃料电池系统组件的符号模拟示意图。

图3是根据本实用新型上述较佳实施例的所述燃料电池组件的一燃料电池供料组件的符号模拟示意图。

图4是根据本实用新型的第二较佳实施例的一燃料电池系统组件的符号模拟示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参照本实用新型说明书附图之图2和图3所示，依照本实用新型第一较佳实施例的一燃料电池系统组件的在接下来的描述中被阐明。所述燃料电池系统组件包括一进料装置10、一电堆反应装置20、以及一燃料电池供料组件100，其中所述燃料电池供料组件100被导通地连接于所述进料装置10和所述电堆反应装置20，所述进料装置10向所述燃料电池供料组件100提供待反应燃料。所述电堆反应装置20反应后未参与反应的燃料气体和水汽被所述燃料电池供料组件 100回收，并由所述燃料电池组件100混合所述进料装置10通入的燃料和所述电堆反应装置20反应后未参与反应的燃料气体。所述燃料电池供料组件100加热混合后的待反应的混合燃料，并将加热后的待反应混合燃料通入到所述电堆反应装置20，以供所述电堆反应装置20参与反应。

所述燃料电池供料组件100为所述进料装置10通入的所述燃料和回收的燃料提供充分混合的场所，并且所述燃料电池供料组件100加热所述待反应的混合燃料，以适于所述电堆反应装置20。

所述燃料电池供料组件100包括一液气回收装置30、以及一加热装置40，其中所述加热装置40被设置于所述进料装置10和所述电堆反应装置20之间，并由所述加热装置40导通地连接所述进料装置10与所述电堆反应装置20，借以所述加热装置40加热所述进料装置10通入到所述电堆反应装置20的燃料气体。所述液气回收装置30被导通地连接所述电堆反应装置20的一阳极出口和所述加热装置40，其中所述电堆反应装置20的阳极排出含有液态水、饱和气态水、以及未参加反应的燃料气体被回收至所述液气回收装置30，其中所述液气回收装置30分离所述电堆反应装置20的阳极排出含有液态水、饱和气态水、以及未参加反应的燃料气体，其中气态水和未参加反应的燃料气体被导入所述加热装置，液态水被所述液气回收装置收集并被排出。

值得一提的是，在本实用新型的该优选实施例中，所述燃料电池系统组件适于但不限于一氢氧燃料电池。所述燃料电池的种类在此仅仅作为示例性的，而非限制，因此，在本实用新型的其他可选实施方式中，所述燃料电池系统组件还可适于其他燃料电池。

值得一提的是，在本实用新型的该优选实施例中，所述液气回收装置30回收的气态水和未参加反应的燃料气体与所述进料装置10的燃料气体在进入到所述加热装置40前或在所述加热装置40内被混合，并由所述加热装置40加热进入到所述电堆反应装置20的燃料气体，避免液态水进入到所述电堆反应装置20。

所述进料装置10通过所述加热装置40为所述电堆反应装置20提供干燥的燃料气体，所述液气回收装置30回收所述电堆反应装置20未完全反应的燃料气体至所述加热装置40。本领域技术人员可以理解的是，所述进料装置10和所述液气回收装置30受到环境温度的影响。因此，进料装置10存储的燃料气体和所述液气回收装置30回收的混有气态水的燃料气体也因环境温度也会受到环境温度，而不可避免地会产生液态水。所述加热装置40加热被导入至所述电堆反应装置20的气体，以使得所述饱和的混有气态水的燃料气体变为非饱和的燃料气体，和使得液态水变成气态水并混合在燃料气体。可以理解的是，所述加热装置 40加热所述进料装置10和所述液气回收装置30混合的混合燃料气体，并将混合的混合燃料气体通入到所述电堆反应装置20，以降低环境温度对进入到所述电堆反应装置气体温度和湿度的影响，从而提高了所述燃料电池组件电堆环境的适应性。

本领域技术人员可以理解的是，所述进料装置10和所述液气回收装置30混合的混合燃料气体增强了燃料电池阳极侧的加湿效果，有利于降低燃料电池对阴极侧加湿器的依赖性。

优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述加热装置40被实施为一热交换装置，其中所述加热装置40通过热交换的方式加热所述进料装置10和所述液气回收装置30混合的混合燃料气体。本领域技术人员可以理解的是，所述加热装置40的具体类型和方式在此仅仅作为示例性的，而非限制。因此，所述加热装置40还可被实施为其他类型的加热器，比如电加热器或热辐射装置等。更优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述燃料电池组件的所述电堆反应装置20产生的热量被传导至所述加热装置40，借以所述加热装置40以热传导的方式加热所述混合燃料气体。可以理解的是，所述混合燃料气体吸收所述电堆反应装置20产生的热量，从而间接地降低所述电堆反应装置20的温度。

所述燃料电池组件进一步包括一冷却装置50，其中所述冷却装置50被热传导地连通所述加热装置40和所述电堆反应装置20，所述冷却装置50吸收所述电堆反应装置20产生的热量和传导热量至所述加热装置40，借以所述加热装置40传导热量至所述混合燃料气体和降低所述电堆反应装置20的温度。

如图2所示，所述进料装置10包括一储料罐11、一高压减压器12以及一调压装置13，其中所述高压减压器12和所述调压装置13被设置于所述储料罐11 和所述加热装置40之间，借以所述高压减压器12和所述调压装置13控制所述储料罐11通入到所述加热装置40的燃料气体在适宜反应的压力范围。所述进料装置10的所述储料罐12为所述电堆反应装置20持续地提供干燥的待反应燃料气体。

值得一提的是，所述调压装置12可以是比例阀也可以是喷嘴。本领域技术人员可以理解的是，所述调压装置12的具体实施方式在此仅仅作为示例性的，而非限制。

如图2所示，所述电堆反应装置20被实施为一氢氧燃料电池的电池反应装置，其中所述加热装置40加热待反应的氢气燃料气体，并将所述氢气燃料气体导入到所述电堆反应装置20。可以理解的是，所述加热装置40加热的待反应的氢气燃料气体包括所述进料装置10通入的燃料气体和所述液气回收装置30回收自所述电堆反应装置20排出的未完全反应的燃料气体以及所述电堆反应装置20 排出的气态水等。由所述加热装置40加热待反应的燃料气体，以使待反应的燃料气体适于所述电堆反应装置20。

如图2和图3所示，所述液气回收装置30包括一气液分离器31和一循环装置32，其中所述气液分离器31被连通于所述电堆反应装置20与所述循环装置 32。所述电堆反应装置20的阳极侧出口排出的未完全反应的燃料气体以及所述电堆反应装置20排出的水汽以及凝集成的液态水被导入至所述气液分离器31。所述气液分离器31分离出液态水，并导出未完全反应的燃料气体和饱和的水汽至所述循环装置32。所述循环装置32被设置于所述气液分离器31与所述加热装置40之间，所述循环装置32将所述气液分离器31分离出的未完全反应的燃料气体和饱和的水汽导入到所述加热装置40。

值得一提的是，所述循环装置32可以是循环泵，也可被实施为引射器或者二者的混合装置。本领域技术人员可以理解的是，所述循环装置32的具体类型和型号在此仅仅作为示例性的，而非限制。

优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述液气回收装置30的所述循环装置32导入的混合燃料气体和所述进料装置10导入的燃料气体在进入到所述加热装置40之前被混合，有利于混合燃料气体和燃料气体的充分混合。因此，本领域技术人员可以理解的是，所述加热装置40被设置于所述电堆反应装置20 的前端，并且所述加热装置40为所述进料装置10导入的燃料气体(干燥)和所述液气回收装置30回收到的混合燃料气体(潮湿)提供了充分混合的场所，使得干燥的燃料气体和潮湿的混合燃料气体在进入到所述电堆反应装置20之前被充分混合，并加热到适于反应的温度，从而降低因未充分混合导致液态水进入到所述电堆反应装置20。

如图2所示，所述燃料电池系统组件进一步包括一排放装置60，其中所述排放装置60被联通于所述电堆反应装置20和所述液气回收装置30，所述电堆反应装置20产生的废气和所述液气回收装置30分离的废水通过所述排放装置60 向外排放，并由所述排放装置60控制排放开关。所述排放装置60根据燃料电池的运行工况，会按一定频次的开关操作进行废气和废水的排放，为了确保这部分高浓度的阳极侧反应气体不会在极端环境下引发危险，所述排放装置60汇入空气尾气进行混合稀释。

所述排放装置60包括一尾排阀61、一排水阀62、以及一消音装置63，其中所述尾排阀61被设置于所述电堆反应装置20的阳极侧出口，由所述尾排阀61 控制所述电堆反应装置20向外排放的尾气。优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述尾排阀61为常闭阀，根据所述燃料电池系统的运行工况，所述尾排阀61按一定频次的开关操作排放尾气。所述排水阀62被设置于所述液气回收装置30的所述气液分离器31，由所述排水阀62控制所述气液分离器31分离得到的液态水。所述电堆反应装置20排放的尾气和所述液气回收装置30排放的水被汇入到所述排放装置60的所述消音装置63，借以所述消音装置63向外排放尾气和分离得到的水，并且所述消音装置63通过汇入空气尾气的方式稀释所述电堆反应装置20排出的未完全反应的燃料气体，避免在极端环境下引发危险。可以理解的是，所述消音装置能够降低所述尾气排放的噪声。

如图2和图3所示，所述液气回收装置30进一步包括一液位传感器34，其中所述液位传感器34被设置于所述液气回收装置30的所述气液分离器31，以检测所述气液分离器31内的液位高度，以根据检测到的液位高度控制所述排放装置60的所述排水阀62的开关。优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述液位传感器34被通信地连接于所述排水阀62，并且所述排水阀62为一电磁阀，所述排水阀62根据所述液位传感器34的液位高度信号控制所述气液分离器 31的排水时机。可以理解的是，通过所述液位传感器34地实施检测液位高度，可提升所述液气回收装置30排液的准确性，避免向外排放微反应的燃料气体，进而提高了气体利用率。

值得一体地是，在本实用新型的该优选实施例中，所述液位传感器34可以但不限于浮子笛簧式液位传感器、光电式液位传感器或者电容式液位传感器。

如图2所示，所述冷却装置50被连通所述电堆反应装置20与所述加热装置 40，借以所述冷却装置50通过水冷的方式吸收所述电堆反应装置20的热量，并以热传导的方式将热量传导至所述加热装置40，以加热通入到所述加热装置40 的待反应的燃料气体。

所述冷却装置50包括一冷却回路51和一热传导回路52，其中所述冷却回路 51被导通地连接于所述电堆反应装置20，其中所述冷却回路51通过冷却液的方式吸收所述电堆反应装置20的热量，以降低所述电堆反应装置20的温度。所述热传导回路52被导通地连接所述电堆反应装置20与所述加热装置40，其中所述热传导回路52通过热传导的方式将所述电堆反应装置20的热量传导至所述加热装置40，在降低所述电堆反应装置20的同时，利用所述电堆反应装置20产生的热量加热待反应的燃料气体，以使得所述燃料气体达到不饱和状态。优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述加热装置40串联于所述冷却装置50的所述热传导回路52。

值得一提的是，在本实用新型的该优选实施例中，所述冷却装置50的所述热传导回路52传导所述电堆反应装置20产生的热量至所述加热装置40，以供所述加热装置40加热待反应的燃料气体，可在一定程度上降低所述冷却装置50 的所述冷却回路51的工作负担。换言之，在本实用新型的该优选实施例中，所述冷却装置50的所述热传导回路52传导所述电堆反应装置20自身产生的热量至所述加热装置，在减轻所述冷却回路51工作负担的同时，加热待反应燃料气体的温度，以削弱环境温度对燃料电池电堆性能影响。

如图3所示，所述冷却回路51包括一冷却出水管511、一水泵512、一散热器513以及一冷却回水管514，其中所述水泵512和所述散热器513被串联在所述冷却出水管511和所述冷却回水管514之间。所述冷却出水管511和所述冷却回水管514被接入所述电堆反应装置20。所述水泵512通过所述冷却回水管514 将冷却液泵入所述电堆反应装置20，其中所述电堆反应装置20内的冷却液通过所述冷却出水管511被导入所述散热器513，由所述散热器513对所述冷却出水管511导出的冷却液散热。所述冷却回路51进一步包括至少一分流装置515，其中所述分流装置515被可导通地连接于所述冷却回路51的所述冷却出水管511，其中所述分流装置515分流形成一第一冷却循环和一第二冷却循环，其中第一冷却循环被接入所述散热器513，由所述散热器513对所述第一冷却循环内的冷却液散热。所述第二冷却循环的冷却液与所述散热器513冷却后的冷却液被汇入所述水泵512，由所述水泵512将冷却后的冷却液泵入到所述电堆反应装置20。

优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述分流装置515可以但不限于一三通。

如图2和图3所示，所述热传导回路52包括一热传导出水管521、一热传导进水管522、以及一水箱523，其中所述水箱523被可连通地设置于所述热传导出水管521和所述热传导进水管522之间。所述热传导出水管521被可导通地接入所述电堆反应装置20，所述电堆反应装置20导出的冷却液可自所述热传导出水管521进入到所述水箱523。所述水箱523通过所述热传导出水管521可导通地连接所述电堆反应装置20于所述加热装置40，其中所述水箱523内的冷却液自所述热传导出水管521进入到所述加热装置40。所述热传导进水管522被导通地连接所述冷却回路51的所述水泵512于所述加热装置40，所述加热装置40 流出的冷却液自所述热传导进水管522导出到所述水泵512，再由所述水泵512 将所述冷却液泵入所述电堆反应装置20。

可以理解的是，所述电堆反应装置20通过所述热传导出水管521导出温度较高的冷却液，藉由所述加热装置40通过热传导的方式由所述冷却液加热通入到所述加热装置40的待反应燃料气体。

值得一提的是，在本实用新型的该优选实施例中，所述加热装置40被串联在所述热传导回路52，并由所述热传导回路52通过所述冷却液将热量传导至所述加热装置40，借以所述加热装置40加热被通入的待反应燃料气体。

优选地，所述水箱523为一膨胀水箱，其中所述水箱523存储冷却液，其中所述加热装置40被串联在所述水箱523的回水口至水泵入口前端的回水管之间。

待反应的混合燃料和冷却液被相互间隔地通入所述加热装置40，其中待反应的混合燃料可能含有一定比例的液态水，借以所述加热装置40将所述冷却液的热量传导至所述待反应的混合燃料，以使得所述待反应的混合燃料变成适于反应的燃料气体。

如图2和图3所示，所述加热装置40进一步具有一燃料入口401、一燃料出口402、以及连通所述燃料入口401和所述燃料出口402的一燃料通道410，所述加热装置40进一步具有一冷却液入口403、一冷却液出口404以及连通所述冷却液入口403和所述冷却液出口404的一冷却液通道420，其中待反应的混合燃料自所述燃料入口401进入到所述加热装置的所述燃料通道410，并在被加热后自所述燃料出口402导入所述电堆反应装置20。所述冷却液自所述加热装置 40的所述冷却液入口403进入到所述加热装置40的所述冷却液通道420，并通过所述加热装置40传导热量至所述待反应的混合燃料，以降低所述冷却液的温度。值得一提的是，在本实用新型的该优选实施例中，所述加热装置40的所述燃料通道410和所述冷却液通道420被相互地隔离且允许热量的传导。所述冷却液自所述冷却液出口404向外流出，流出的冷却液通过所述热传导进水管522导出到所述水泵512。

所述加热装置40既能够容纳所述冷却液和待反应的混合燃料，并且所述加热装置40不易析出反应气体的离子。优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述加热装置40采用真空钎焊的全铝板式换热器。本领域技术人员可以理解的是，所述加热装置40的材质和工艺在此仅仅作为示例性的，而非限制。

更值得一提的是，在本实用新型的该优选实施例中，经过所述加热装置40 的冷却液流量优选范围为5～10L/min，压降不大于20kPa。优选地，所述冷却回路51内的冷却液流量在5L/min以内。

参照本实用新型说明书附图之图4所示，依照本实用新型的第二较佳实施例的一燃料电池系统组件在接下来的描述中被阐明。与上述第一较佳实施例不同的是，所述燃料电池系统组件的一热传导回路52A，其中所述热传导回路52A包括一热传导出水管521A、一热传导进水管522A、以及一节流元件523A，其中所述节流元件523A被设置于所述热传导出水管521A或所述热传导进水管522A。所述节流元件523A控制所述热传导回路52A内所述冷却液和所述冷却回路51A 内所述冷却液的流量占比。换言之，所述节流元件523A被用于控制所述热传导回路52A内所述冷却液的流量。在本实用新型的该优选实施例中，所述热传导回路52A的所述热传导出水管521A连通于所述冷却回路51的所述冷却出水管511。

优选地，在本实用新型的该优选实施例中，所述节流元件523A被设置于所述热传导回路52A的所述热传导进水管522A。所述热传导进水管522A被导通地连接所述冷却回路51的所述水泵512于所述加热装置40，所述加热装置40 流出的冷却液自所述热传导进水管522A导出到所述水泵512，再由所述水泵512 将所述冷却液泵入所述电堆反应装置20。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一燃料电池供料组件，适于一燃料电池系统组件，其中所述燃料电池系统组件进一步包括一进料装置、一电堆反应装置以及一冷却装置，其特征在于，所述燃料电池供料组件包括：

一加热装置；和

一液气回收装置，其中所述液气回收装置被导通地连接于所述加热装置，所述进料装置和所述液气回收装置适于被所述加热装置导通地连接于所述电堆反应装置，所述进料装置通入的燃料和所述液气回收装置回收自所述电堆反应装置的燃料被汇合至所述加热装置，借以所述加热装置加热混合的燃料并通入所述混合的燃料至所述电堆反应装置。

2.根据权利要求1所述的燃料电池供料组件，其中所述液气回收装置包括一气液分离器和一循环装置，所述气液分离器被导通地连接于所述循环装置，所述气液分离器适于被导通地连接于所述电堆反应装置，所述循环装置适于被导通地连接于所述加热装置，所述气液分离器分离所述电堆反应装置排放的未反应燃料和水汽的混合气体，并由所述循环装置导入所述混合气体至所述加热装置。

3.根据权利要求2所述的燃料电池供料组件，其中所述液气回收装置进一步包括一液位传感器，其中所述液位传感器被设置于所述气液分离器。

4.根据权利要求1所述的燃料电池供料组件，其中所述加热装置被可导通地连接于所述冷却装置，借以所述冷却装置以热传导的方式将所述电堆反应装置产生的热量通过所述加热装置传导至所述混合的燃料。

5.根据权利要求4所述的燃料电池供料组件，其中所述加热装置进一步具有一燃料入口、一燃料出口、以及连通所述燃料入口和所述燃料出口的一燃料通道，所述加热装置进一步具有一冷却液入口、一冷却液出口以及连通所述冷却液入口和所述冷却液出口的一冷却液通道，其中所述加热装置的所述燃料通道与所述冷却液同向相互间隔且允许热量的传导，所述加热装置的所述冷却液通道内冷却液流量范围在5～10L/min，且压降不大于20kPa。

6.一燃料电池系统组件，其特征在于，包括：

一进料装置和一电堆反应装置；和

一燃料电池供料组件，其中所述燃料电池供料组件被导通地连接所述进料装置和所述电堆反应装置，所述燃料电池供料组件进一步包括一加热装置和一液气回收装置，其中所述液气回收装置被导通地连接于所述加热装置，所述进料装置和所述液气回收装置被所述加热装置导通地连接于所述电堆反应装置，所述进料装置通入的燃料和所述液气回收装置回收自所述电堆反应装置的燃料被汇合至所述加热装置，借以所述加热装置加热混合的燃料并通入所述混合的燃料至所述电堆反应装置。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统组件，其中所述液气回收装置包括一气液分离器和一循环装置，所述气液分离器被导通地连接于所述循环装置，所述气液分离器适于被导通地连接于所述电堆反应装置，所述循环装置适于被导通地连接于所述加热装置，所述气液分离器分离所述电堆反应装置排放的未反应燃料和水汽的混合气体，并由所述循环装置导入所述混合气体至所述加热装置。

8.根据权利要求7所述的燃料电池系统组件，其中进一步包括一冷却装置，所述冷却装置被热传导地连通所述加热装置和所述电堆反应装置，所述冷却装置吸收所述电堆反应装置产生的热量和传导热量至所述加热装置，借以所述冷却装置以热传导的方式将所述电堆反应装置产生的热量通过所述加热装置传导至所述混合的燃料。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统组件，其中所述加热装置进一步具有一燃料入口、一燃料出口、以及连通所述燃料入口和所述燃料出口的一燃料通道，所述加热装置进一步具有一冷却液入口、一冷却液出口以及连通所述冷却液入口和所述冷却液出口的一冷却液通道，其中所述加热装置的所述燃料通道与所述冷却液同向相互间隔且允许热量的传导，所述加热装置的所述冷却液通道内冷却液流量范围在5～10L/min，且压降不大于20kPa。

10.根据权利要求7所述的燃料电池系统组件，其中所述液气回收装置进一步包括一液位传感器，其中所述液位传感器被设置于所述气液分离器。

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