一種燃料電池發動機預增濕系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種燃料電池發動機預增濕系統，包括空氣壓縮機、外置增濕器、噴霧混合罐、電堆、儲水箱；空氣壓縮機的出氣口依次與外置增濕器、噴霧混合罐和電堆相連，電堆的出口通過外置增濕器與儲水箱的進水口相連，儲水箱的出水口與噴霧混合罐的進口相連，噴霧混合罐的進口處設有霧化噴頭。該系統使得能夠在燃料電池發動機初始開機階段或低載運行階段，通過在儲水箱中預存少量水，并通過噴霧混合罐直接以噴霧增濕的方式對進氣進行增濕，從而能夠有效避免開機階段或低載運行階段，增濕不足導致的質子交換膜過于干燥而出現低電壓現象，進而延遲電堆使用壽命；同時儲水箱能夠收集電堆尾排氣中的水分，無需額外增加水源，能夠節省資源。資源。資源。

【技術實現步驟摘要】
一種燃料電池發動機預增濕系統


[0001]本技術涉及燃料電池領域，具體涉及一種燃料電池發動機預增濕系統。

技術介紹

[0002]目前全球能源利用資源主要是煤炭石油等化石能源，但其對環境的破壞以及資源不斷枯竭的問題不可忽視。早在上個世紀70年代，美國有關部門就建議采用氫能代替傳統的化石能源，來解決上述存在關聯的兩大全球問題。自那以后的四五十年間，世界各地的研究機構和高校投入了大量的人力物力到氫能這個領域，以推動氫能經濟的全面形成，氫是一種理想的能量載體，擁有十分優異的性能，例如質量輕、能量轉換效率高、無污染等。最重要的是可以通過電化學的方法，利用燃料電池將儲存在氫氣中的化學能轉化為電能，其轉換效率要比內燃機和火力發電高得多。正因為如此，氫燃料電池受到了很多汽車制造商的青睞，希望用氫燃料電池汽車代替傳統內燃機汽車。氫燃料電池汽車和傳統的內燃機汽車相比，有兩大特點：第一，無污染，第二，能量轉換效率高。氫燃料電池(Hydrogen Fuel Cell)，是將氫氣和氧氣化合產生電、水、熱的電化學裝置。只要保證燃料供給，氫燃料電池將會連續發電。整個化學反應過程安靜、無污染，燃料電池與電池都是將化學能轉化為電能的裝置，有許多相似之處，他們的不同點在于，燃料電池是能量的轉化裝置，電池是能量儲存裝置。與傳統的熱機相比，它不需要工質在高溫熱源與低溫熱源之間循環，其理想能量轉換效率不受卡諾循環的限制，因此能量轉換效率較高。而且于能量轉換過程中沒有燃燒過程，燃料電池發電過程中的污染也比傳統熱機少得多。
[0003]質子交換膜燃料電池中膜的水含量會直接影響質子在膜內的傳導，從而影響電池的性能，因此必須采取增濕或保濕方法保證膜的濕潤性。目前燃料電池車常用的空氣增濕方式是外置增濕器的方式，該方式利用反應過程中生產的水，對空氣進氣進行增濕，該方式的弊端是在，開機階段或低載階段，空氣流量大，產生的水分少，此時的尾排氣體不足以將進氣充分增濕，導致質子交換膜過于干燥，從而出現低電壓現象。

技術實現思路

[0004]本技術提供一種燃料電池發動機預增濕系統，在初始開機階段或發動機長期未運行的低載運行階段，通過直接噴霧增濕的方式對進氣進行增濕，有效避免了質子交換膜出現干燥導致電池性能下降的問題。
[0005]為實現上述目的，本技術采用以下技術方案實現：
[0006]一種燃料電池發動機預增濕系統，包括空氣壓縮機、外置增濕器、噴霧混合罐、電堆、儲水箱；
[0007]所述空氣壓縮機的出氣口依次與外置增濕器、噴霧混合罐和電堆相連，電堆的出口通過外置增濕器與儲水箱的進水口相連，儲水箱的出水口與噴霧混合罐的進口相連，噴霧混合罐的進口處設有霧化噴頭。
[0008]作為上述方案的優選，還包空氣過濾器、空氣流量計，所述空氣過濾器的出口與空
氣壓縮機的進氣口相連，且兩者的連接管道上設置有空氣流量計。
[0009]作為上述方案的優選，所述外置增濕器上設有第一進口、第二進口、第一出口、第二出口，外置增濕器的第一進口與空氣壓縮機的出氣口連接，第一出口與噴霧混合罐的進口連接，第二進口與電堆的出口連接，第二出口與儲水箱的進水口連接。
[0010]作為上述方案的優選，所述噴霧混合罐上開設有噴霧罐排水口。
[0011]作為上述方案的優選，所述儲水箱上開設有排氣口。
[0012]作為上述方案的優選，所述儲水箱的進水口處設置有背壓閥。
[0013]作為上述方案的優選，所述儲水箱與噴霧混合罐的連接管道上設置有水增壓器。
[0014]由于具有上述結構，本技術的有益效果在于：
[0015]1、本申請的燃料電池發動機預增濕系統，通過儲水箱和噴霧混合罐的設置，使得能夠在燃料電池發動機初始開機階段或低載運行階段，通過在儲水箱中預存少量水，并通過噴霧混合罐直接以噴霧增濕的方式對進氣進行增濕，從而能夠有效避免開機階段或低載運行階段，增濕不足導致的質子交換膜過于干燥，出現低電壓現象，進而延遲電堆使用壽命。
[0016]2、儲水箱能夠收集燃料電池電堆尾排氣中的水分，不需要額外增加水源，能夠節省資源。
附圖說明
[0017]為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0018]圖1為本技術的結構示意圖。
具體實施方式
[0019]下面將結合本技術的附圖，對本技術的技術方案進行清楚、完整地描述?；诒炯夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。
[0020]如圖1所示，本實施例提供一種燃料電池發動機預增濕系統，包括空氣壓縮機3、外置增濕器4、噴霧混合罐12、電堆6、儲水箱8；
[0021]所述空氣壓縮機3的出氣口依次與外置增濕器4、噴霧混合罐12和電堆6相連，電堆6的出口通過外置增濕器4與儲水箱8的進水口相連，儲水箱8的出水口與噴霧混合罐12的進口相連，噴霧混合罐12的進口處設有霧化噴頭11。
[0022]在本實施例中，還包空氣過濾器1、空氣流量計2，所述空氣過濾器1的出口與空氣壓縮機3的進氣口相連，且兩者的連接管道上設置有空氣流量計2。
[0023]在本實施例中，所述外置增濕器4上設有第一進口A1、第二進口A2、第一出口B1、第二出口B2，外置增濕器4的第一進口A1與空氣壓縮機3的出氣口連接，第一出口B1與噴霧混合罐12的進口連接，第二進口A2與電堆6的出口連接，第二出口B2與儲水箱8的進水口連接。
[0024]在本實施例中，所述噴霧混合罐12上開設有噴霧罐排水口5。
[0025]在本實施例中，所述儲水箱8上開設有排氣口9。
[0026]在本實施例中，所述儲水箱8的進水口處設置有背壓閥7。
[0027]在本實施例中，所述儲水箱8與噴霧混合罐12的連接管道上設置有水增壓器10。
[0028]上述結構的工作過程原理：
[0029]空氣經過空氣過濾器1、空氣流量計2、進入空氣壓縮機3，經空氣壓縮機3增壓后進入外置增濕器4，然后流經噴霧混合罐12，經過噴霧增濕后進入電堆6進行反應；反應后的尾氣進入外置增濕器4，對進口空氣進行增濕，隨后流經為空氣路調節壓力的背壓閥7，進入儲水箱8，一部分水留在儲水箱8，一部分水直接隨排氣口9排出，儲水箱8的水經水增壓器10增壓后，由霧化噴頭11噴射進噴霧混合罐12，將空氣進氣進行增濕。在電壓恢復正常后可以通過停止霧化噴頭11來關閉噴霧增濕，并只通過外置增濕器4利用收集的電堆6反應產生的水分進行增濕。
[0030]在燃料電池發動機初始開機階段或低載運行階段，由于空氣流量大，燃料電池電堆6反應產生的水分少，致使電堆6尾氣中的水不足以快速將質子交換膜進行濕潤。針對此問題，本實施例增設了噴霧混合罐12和儲水箱8，使得能夠通過在儲水箱8中預存少量水，并通過噴霧混合罐12直接以噴霧增濕的方式對進氣進行增濕。這樣就能夠有效避免開機階本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種燃料電池發動機預增濕系統，其特征在于：包括空氣壓縮機、外置增濕器、噴霧混合罐、電堆、儲水箱；所述空氣壓縮機的出氣口依次與外置增濕器、噴霧混合罐和電堆相連，電堆的出口通過外置增濕器與儲水箱的進水口相連，儲水箱的出水口與噴霧混合罐的進口相連，噴霧混合罐的進口處設有霧化噴頭。2.根據權利要求1所述的燃料電池發動機預增濕系統，其特征在于：還包空氣過濾器、空氣流量計，所述空氣過濾器的出口與空氣壓縮機的進氣口相連，且兩者的連接管道上設置有空氣流量計。3.根據權利要求1所述的燃料電池發動機預增濕系統，其特征在于：所述外置增濕器上設有第一進口、第二進口、第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦連慶，海國良，張華農，熊云，江洪春，董志亮，于強，唐廷江，
申請(專利權)人：武漢雄韜氫雄燃料電池科技有限公司，
類型：新型
國別省市：