CN216958127U - 一种燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池系统，涉及燃料电池领域；燃料电池系统包括：电堆模块、加湿器和空压机；电堆模块包括第一歧管和多个在竖直方向上堆叠设置的电堆；电堆的阴极出口分别与第一歧管的上端连通；第一歧管竖直设置在电堆的一侧；第一歧管的下端设置有第一储水段；第一储水段位于电堆的下方；第一储水段的底部通过第一电磁阀与空气尾排口连接；第一歧管上设置有第一排气接头，且位于第一储水段的上方；空压机的出气口与加湿器的空气入口连通；加湿器的空气出口与电堆的阴极入口连通；第一排气接头与加湿器的加湿介质入口连通；加湿器的加湿介质出口与空气尾排口连通；本实用新型能够效地防止电堆运行过程中产生的液态水进入到加湿器中。

Description

一种燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池系统。

背景技术

燃料电池功率一般为几十千瓦，对于开发大功率的燃料电池系统，一般需要将多个电堆叠加在一起，以便组合成更大功率的电堆模块。

燃料电池系统中，在电堆阴极的出口一般直接连接加湿器，进而给进入电堆入口的空气加湿，同时流进加湿模块的除了空气和水蒸气，还有大量的液态水。不同工况下，燃料电池产生液态水的量不一样，不同量的液态水流入加湿器，会导致加湿效果不一样，从而没法保证进入电堆阴极空气的湿度在合适的范围。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种燃料电池系统，能够有效地防止电堆运行过程中产生的液态水进入加湿器。

本实用新型提供一种燃料电池系统，包括：电堆模块、加湿器和空压机；

所述电堆模块包括第一歧管和多个在竖直方向上堆叠设置的电堆；所述电堆的阴极出口分别与所述第一歧管的上端连通；所述第一歧管竖直设置在所述电堆的一侧；所述第一歧管的下端设置有第一储水段；所述第一储水段位于所述电堆的下方，用于收集所述第一歧管中的液态水；所述第一储水段的底部通过第一电磁阀与空气尾排口连接；所述第一歧管的侧壁上设置有第一排气接头，且位于所述第一储水段的上方；

所述空压机的出气口与所述加湿器的空气入口连通；所述加湿器的空气出口与所述电堆的阴极入口连通；所述第一排气接头与所述加湿器的加湿介质入口连通；所述加湿器的加湿介质出口与所述空气尾排口连通。

进一步地，所述第一歧管的外侧壁上设置有第一换热翅片。

进一步地，所述燃料电池系统还包括空气过滤器，用于过滤进入所述空压机的空气；所述空气过滤器的空气出口与所述空压机的进气口连通。

进一步地，所述燃料电池系统还包括中冷器；所述中冷器设置在所述空压机的出气口与所述加湿器的空气入口之间，用于冷凝进入所述加湿器的空气。

进一步地，所述燃料电池系统还包括氢气循环泵、第四电磁阀和第五电磁阀；

所述电堆模块还包括第二歧管；所述第二歧管竖直设置在所述电堆的一侧；所述电堆的阳极出口分别与所述第二歧管的上端连通；所述第二歧管的下端设置有第二储水段；所述第二储水段位于所述电堆的下方，用于收集所述第二歧管中的液态水；所述第二储水段的底部与所述第五电磁阀连通，用于将所述第二储水段中收集的液态水排出至外部；所述第二歧管上设置有第二排气接头，且位于所述第二储水段的上方；所述第四电磁阀与所述电堆的阳极入口连通；所述氢气循环泵的进气口与所述第二排气接头连通，所述氢气循环泵的出气口与所述电堆的阳极入口连通。

进一步地，所述第二歧管的外侧壁上设置有第二换热翅片。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例中的燃料电池系统通过将第一歧管竖直设置在多个堆叠设置的电堆的一侧，将所述电堆的阴极出口分别与所述第一歧管的上端连通，在所述第一歧管的下端设置所述第一储水段，在所述第一储水段的上端设置有第一排气接头，并将所述第一储水段的底部通过第一电磁阀与所述空气尾排口连接；使用时，所述电堆运行过程中阴极产生的液态水在排出空气的过程中被吹扫至所述第一歧管内，并在第一歧管内进行气液分离，液态水流入所述第一储水段内，含有水蒸气的空气则通过所述第一排气接头和加湿器的加湿介质入口进入到所述加湿器中，对空压机抽入的外部新鲜空气进行加湿；所述第一储水段内收集的液态水可以通过所述第一电磁阀和空气尾排口排出至外部，从而有效地防止所述电堆运行过程中产生的液态水进入到所述加湿器中。

附图说明

图1为本实用新型某一实施例中燃料电池系统的结构示意图；

图2为图1燃料电池系统中电堆模块1的结构示意图；

其中，1、电堆模块；101、电堆；102、第一歧管；103、第一排气接头；104、第一储水段；105、第一换热翅片；106、第二歧管；107、第二储水段；108、第二排气接头；109、第二换热翅片；2、第二电磁阀；3、加湿器；4、中冷器；5、空压机；6、空气过滤器；7、第三电磁阀；8、第一电磁阀；9、氢气循环泵；10、第四电磁阀；11、第五电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

请参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池系统，包括：电堆模块1、加湿器3和空压机5；

电堆模块1包括第一歧管102和多个在竖直方向上堆叠设置的电堆101；电堆101的阴极出口分别与第一歧管102的上端连通，将未反应的空气及产生的水蒸气和液态水导入至第一歧管102内；第一歧管102竖直设置在电堆101的一侧；第一歧管102的下端设置有第一储水段104；第一储水段104位于电堆101的下方，用于收集第一歧管102中的液态水；第一储水段104的底部通过第一电磁阀8与空气尾排口连接；打开第一电磁阀8可以将第一储水段104中收集的液态水从所述空气尾排口排出至外部；第一歧管102的侧壁上设置有第一排气接头103，且位于第一储水段104的上方；

空压机5的出气口与加湿器3的空气入口连通，用于将外部新鲜空气抽吸至加湿器3中；加湿器3的空气出口与电堆101的阴极入口连通，将加湿后的外部新鲜空气导入至电堆101中；第一排气接头103与加湿器3的加湿介质入口连通，用于将第一歧管102中的湿空气导入至加湿器3中，对空压机5抽入的外部新鲜空气进行加湿；加湿器3的加湿介质出口与所述空气尾排口连通，将从加湿器3的加湿介质出口排出的湿空气排出至外部。

示例性地，在本实施例中，加湿器3的空气出口与电堆1阴极入口之间设置有第二电磁阀2；第一排气接头103与加湿器3的加湿介质入口之间设置有第三电磁阀7。

参考图2，为了提高第一歧管102的散热效果，第一歧管102的外侧壁上设置有第一换热翅片105。

参考图1，所述燃料电池系统还包括空气过滤器6，用于过滤进入空压机5的空气；空气过滤器6的空气出口与空压机5的进气口连通；所述燃料电池系统还包括中冷器4；中冷器4设置在空压机5的出气口与加湿器3的空气入口之间，用于冷凝进入加湿器3的空气。

进一步地，参考图1，所述燃料电池系统还包括氢气循环泵9、第四电磁阀10和第五电磁阀11；

电堆模块1还包括第二歧管106；第二歧管106竖直设置在电堆101的一侧；电堆101的阳极出口分别与第二歧管106的上端连通，将未反应完的氢气及产生的水蒸气和液态水导入至第二歧管106内；第二歧管106的下端设置有第二储水段107；第二储水段107位于电堆101的下方，用于收集第二歧管106中的液态水；第二储水段107的底部与第五电磁阀11连通，用于将第二储水段107中收集的液态水排出至外部；第二歧管106上设置有第二排气接头108，且位于第二储水段107的上方；第四电磁阀10与电堆101的阳极入口连通；氢气循环泵9的进气口与第二排气接头108连通，氢气循环泵9的出气口与电堆101的阳极入口连通。

参考图2，为了提高第二歧管106的散热效果，第二歧管106的外侧壁上设置有第二换热翅片109。

本实施例中燃料电池系统的工作原理如下：

使用时，电堆101运行过程中阴极产生的液态水在排出未反应完的空气的过程中被吹扫至第一歧管102内，并在第一歧管102内进行气液分离，液态水流入第一储水段104内，含有水蒸气的空气则通过第一排气接头103和加湿器3的加湿介质入口进入到加湿器3中，对空压机5抽入的外部新鲜空气进行加湿；第一储水段104内收集的液态水可以通过第一电磁阀8和空气尾排口排出至外部；同时，电堆101运行过程中阳极产生的液态水在排出未反应完的氢气的过程中被吹扫至第二歧管106内，并在第二歧管106内进行气液分离，液态水流入第二储水段107内，含有水蒸气的氢气则通过第二排气接头108和氢气循环泵9被循环至电堆101中；第二储水段107内收集的液态水可以通过第五电磁阀11排出至外部。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：电堆模块、加湿器和空压机；

所述电堆模块包括第一歧管和多个在竖直方向上堆叠设置的电堆；所述电堆的阴极出口分别与所述第一歧管的上端连通；所述第一歧管竖直设置在所述电堆的一侧；所述第一歧管的下端设置有第一储水段；所述第一储水段位于所述电堆的下方，用于收集所述第一歧管中的液态水；所述第一储水段的底部通过第一电磁阀与空气尾排口连接；所述第一歧管的侧壁上设置有第一排气接头，且位于所述第一储水段的上方；

所述空压机的出气口与所述加湿器的空气入口连通；所述加湿器的空气出口与所述电堆的阴极入口连通；所述第一排气接头与所述加湿器的加湿介质入口连通；所述加湿器的加湿介质出口与所述空气尾排口连通。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一歧管的外侧壁上设置有第一换热翅片。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括空气过滤器，用于过滤进入所述空压机的空气；所述空气过滤器的空气出口与所述空压机的进气口连通。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括中冷器；所述中冷器设置在所述空压机的出气口与所述加湿器的空气入口之间，用于冷凝进入所述加湿器的空气。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括氢气循环泵、第四电磁阀和第五电磁阀；

所述电堆模块还包括第二歧管；所述第二歧管竖直设置在所述电堆的一侧；所述电堆的阳极出口分别与所述第二歧管的上端连通；所述第二歧管的下端设置有第二储水段；所述第二储水段位于所述电堆的下方，用于收集所述第二歧管中的液态水；所述第二储水段的底部与所述第五电磁阀连通，用于将所述第二储水段中收集的液态水排出至外部；所述第二歧管上设置有第二排气接头，且位于所述第二储水段的上方；所述第四电磁阀与所述电堆的阳极入口连通；所述氢气循环泵的进气口与所述第二排气接头连通，所述氢气循环泵的出气口与所述电堆的阳极入口连通。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第二歧管的外侧壁上设置有第二换热翅片。

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