CN217009249U - 一种氢燃料电池电堆供气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料电池电堆供气装置。其技术方案要点是：一种氢燃料电池电堆供气装置，包括电池电堆和为电堆提供氧气的供气单元，供气单元包括空气压缩机和空气加湿器，空气压缩机和空气加湿器气路相接，空气压缩机与加湿器之间设置有中冷器，中冷器上气路连接有节气门，空气压缩机经中冷器分支两路通过连接管a和连接管b分别连接于空气加湿器和节气门。本实用新型空气压缩机经中冷器分支两路通过连接管a和连接管b分别连接于空气加湿器和节气门，两路气体在进堆之前由于连接管c和连接管d并路使得气体进行汇合，从而对湿度进行调控。

Description

一种氢燃料电池电堆供气装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种氢燃料电池电堆供气装置。

背景技术

燃料电池是通过氧化还原反应将燃料(化学能)转换成电能的装置，原理是氧化还原反应，需要连续不断地向电池中输入燃料和氧化剂来保障电能提供。燃料电池主要由正极、负极和电解质构成。按燃料类型可分为氢燃料电池、甲烷/甲醇/乙醇燃料电池，氢燃料电池因具有副产物清洁、安全性高、易运输存储等优点，是实际具备大规模商业化应用前景的燃料电池。氢燃料电池受储氢密度、能量转换效率影响，在体积能量密度上与锂电相似，质量能量密度较大幅度优于锂电池。

燃料电池电堆在负载条件下氢气和空气流量对于燃料电池堆性能参数影响重大，现有的测试装置仅通过空气压缩机与空气加湿器气路相接以增加内部空气湿度，以测试出电堆的最佳输出性能，但是缺少调控，仅能对空气进行加湿，当内部空气湿度数值浮动后，容易导致电堆输出不稳定或不能处于最佳输出性能。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种氢燃料电池电堆供气装置，空气压缩机经中冷器分支两路通过连接管a和连接管b分别连接于空气加湿器和节气门，两路气体在进堆之前由于连接管c和连接管d并路使得气体进行汇合，从而对湿度进行调控。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种氢燃料电池电堆供气装置，包括电池电堆和为电池电堆提供氧气的供气单元，所述供气单元包括空气压缩机和空气加湿器，所述空气压缩机和空气加湿器气路相接，所述空气压缩机与空气加湿器之间设置有中冷器，所述中冷器上气路连接有节气门，所述空气压缩机经中冷器分支两路通过连接管a和连接管b分别连接于空气加湿器和节气门。

通过采用上述技术方案，空气压缩机主要为电堆提供燃料电池反应所需要的氧气，空气压缩机经中冷器分支两路通过连接管a和连接管b分别连接于空气加湿器和节气门，空气加湿器主要用于进堆气体与出堆气体进行水分和热量交换，以实现进气加湿和加温的目的，空气加湿器在进行热量交换的过程中会提高进气温度，且空气在压缩过程中密度升高导致排气时的空气温度也会随之升高，通过中冷器对进气温度进行降低，通过对节气门进行控制，从而调控进气湿度，以提升充气效率，同时降低消耗。

本实用新型进一步设置为：所述节气门的输出端连接连接管c，所述空气加湿器的输出端连接有连接管d，所述连接管c和连接管d并路与电池电堆相接。

通过采用上述技术方案，经过中冷器对进气温度进行降温，冷却后的气体一路通过连接管a连接至空气加湿器进行气体加湿，另一路通过连接管b连接至节气门，两路气体在进堆之前由于连接管c和连接管d并路会使得气体进行汇合，从而对湿度进行调控。

本实用新型进一步设置为：所述连接管d与电池电堆之间设置有湿度传感器。

通过采用上述技术方案，湿度传感器，用于采集进堆空气的湿度，反馈空气压缩机和空气加湿器的功能效果，方便对进堆空气的湿度进行监控。

本实用新型进一步设置为：所述电池电堆的输出端通过循环管与空气加湿器相接。

通过采用上述技术方案，通过循环管使得电池端对的输出端气体与空气加湿器连接的进气端气体进行温度和湿度交换，以起到加湿作用。

本实用新型进一步设置为：所述空气加湿器上设置有排气管。

通过采用上述技术方案，用于气体排放。

本实用新型进一步设置为：所述节气门采用电子节气门。

通过采用上述技术方案，电子节气门主要通过节气门位置传感器，根据所需能量，控制节气门的开启角度，从而调节进气量的大小。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、相较于通过空气加湿器对进堆气体进行加湿的基础上增加了节气门将进堆气路分为两路，从而对气体的湿度进行调控，提升充气效率；

2、空气加湿器在进行热量交换的过程中会提高进气温度，且空气在压缩过程中密度升高导致排气时的空气温度也会随之升高，通过中冷器对进气温度进行降低，通过对节气门进行控制，从而调控进气湿度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、空气压缩机；2、中冷器；3、连接管a；4、连接管b；5、节气门；6、连接管c；7、湿度传感器；8、空气加湿器；9、排气管；10、循环管；11、电池电堆；12、连接管d。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设置/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型进行详细描述。

一种氢燃料电池电堆供气装置，如图1所示，包括电池电堆11和为电池电堆11提供氧气的供气单元，供气单元包括空气压缩机1和空气加湿器8，空气压缩机1和空气加湿器8气路相接，空气压缩机1与空气加湿器8之间设置有中冷器2，中冷器2上气路连接有节气门5，空气压缩机1经中冷器2分支两路通过连接管a3和连接管b4分别连接于空气加湿器8和节气门5。节气门5的输出端连接连接管c6，空气加湿器8的输出端连接有连接管d12，连接管c6和连接管d12并路与电池电堆11相接。连接管d12与电池电堆11之间设置有湿度传感器7，用于采集进堆空气的湿度，反馈空气压缩机1和空气加湿器8的功能效果，方便对进堆空气的湿度进行监控。

电池电堆11的输出端通过循环管10与空气加湿器8相接，通过循环管10使得电池端对的输出端气体与空气加湿器8连接的进气端气体进行温度和湿度交换，以起到加湿作用，空气加湿器8上设置有排气管9用于气体排放。

工作原理：空气通过空气压缩机1进行压缩后，经过中冷器2对进气温度进行降温，冷却后的气体一路通过连接管a3连接至空气加湿器8进行气体加湿，另一路通过连接管b4连接至节气门5，两路气体在进堆之前由于连接管c6和连接管d12并路会使得气体进行汇合，通过湿度传感器7采集的数据来判断气体的湿度，气体湿度过高则可以调高节气门5开度，增大干空气的含量。若气体湿度过低，则降低节气门5的开度，减少干空气的含量，从而对空气的湿度进行调控，以达到提升充气效率，同时降低消耗的效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种氢燃料电池电堆供气装置，包括电池电堆(11)和为电池电堆(11)提供氧气的供气单元，所述供气单元包括空气压缩机(1)和空气加湿器(8)，所述空气压缩机(1)和空气加湿器(8)气路相接，其特征在于:所述空气压缩机(1)与空气加湿器(8)之间设置有中冷器(2)，所述中冷器(2)上气路连接有节气门(5)，所述空气压缩机(1)经中冷器(2)分支两路通过连接管a(3)和连接管b(4)分别连接于空气加湿器(8)和节气门(5)。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池电堆供气装置，其特征在于：所述节气门(5)的输出端连接连接管c(6)，所述空气加湿器(8)的输出端连接有连接管d(12)，所述连接管c(6)和连接管d(12)并路与电池电堆(11)相接。

3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池电堆供气装置，其特征在于：所述连接管d(12)与电池电堆(11)之间设置有湿度传感器(7)。

4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池电堆供气装置，其特征在于：所述电池电堆(11)的输出端通过循环管(10)与空气加湿器(8)相接。

5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池电堆供气装置，其特征在于：所述空气加湿器(8)上设置有排气管(9)。

6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池电堆供气装置，其特征在于：所述节气门(5)采用电子节气门。

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