CN113644295A - 一种燃料电池空气*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池空气***，涉及氢燃料电池技术领域；为了解决通风量和积水问题；具体包括燃料电池壳体，所述燃料电池壳体内部设置有燃料电池，且燃料电池壳体的进气口和排气口处设置有进气***和排气***，进气***包括空滤、流量计、空压机、中冷器、加湿器、减湿电磁阀、通风电磁阀及温度传感器、压力传感器和湿度传感器，排气***包括背压阀、混合器、旁通电磁阀、单向阀和氢浓度传感器，所述加湿器通过连接软管连接于燃料电池壳体的进气口，且温度传感器和湿度传感器分别设置于连接软管的圆周上，中冷器的输出端通过连接软管连接于加湿器的输入端。本发明避免了局部氢气滞留死角，导致的局部氢气浓度过高的问题。

Description

一种燃料电池空气***
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池空气***。
背景技术
氢燃料电池是氢气与氧气通过化学反应产生的电能来进行工作的，在反应过程中需要保证合适压力、湿度的空气的供应，同时也要保证废气的顺利排放，因此对合理的布置燃料电池空气***同时对其进行调控就显得非常重要。
然而，在传统燃料电池空气***中，装置的通风量无法得到有效调节，出现能量的大量浪费，且装置底部出现存在水分聚集问题，同时大多都不具备对燃料电池中的空气进出气口压力、温度和湿度进行有效监控。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种燃料电池空气***。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种燃料电池空气***，包括燃料电池壳体，所述燃料电池壳体内部设置有燃料电池，且燃料电池壳体的进气口和排气口处设置有进气***和排气***，进气***包括空滤、流量计、空压机、中冷器、加湿器、减湿电磁阀、通风电磁阀及温度传感器、压力传感器和湿度传感器，排气***包括背压阀、混合器、旁通电磁阀、单向阀和氢浓度传感器。
优选地：所述加湿器通过连接软管连接于燃料电池壳体的进气口，且温度传感器和湿度传感器分别设置于连接软管的圆周上，中冷器的输出端通过连接软管连接于加湿器的输入端。
进一步地：所述空压机的输出端通过连接软管连接于中冷器的输入端，空滤通过连接软管连接于空压机的输入端，且流量计设置于空滤与空压机之间的连接软管圆周上。
在前述方案的基础上：所述中冷器和加湿器之间的连接软管一侧设置有第一分支软管，且通风电磁阀设置于第一分支软管的圆周上，第一分置软管的一端通过螺纹与燃料电池壳体一侧相连接。
在前述方案中更佳的方案是：所述加湿器和燃料电池壳体相对一侧设置有第二分支软管，且压力传感器设置于第二分支软管的圆周上，中冷器和加湿器之间的连接软管一侧设置有第三分支软管。
作为本发明进一步的方案：所述第三分支软管的一端与加湿器和燃料电池壳体之间的连接软管相对一侧设置有第四分支软管，且减湿电磁阀设置于第四分支软管的圆周上。
同时，所述背压阀通过连接软管连接于加湿器一侧，且混合器通过连接软管连接于背压阀的输出端，第三分支软管的一端通过螺纹与背压阀和混合器之间的连接软管相连接。
作为本发明的一种优选的：所述燃料电池壳体通风口处设置有有氢浓度传感器。
同时，所述燃料电池壳体前端面底部开有排水口，所述燃料电池壳体前端面顶部开有通风排气口。
作为本发明的一种更优的方案：所述旁通电磁阀设置于第三分支软管的圆周上，混合器与燃料电池壳体之间设置有排气管和排水管，两个单向阀分别设置于排气管和排水管的圆周上。
本发明的有益效果为：
1.该一种燃料电池空气***，利用中冷器后端分支管路经通风电磁阀对燃料电池壳体进行吹扫通风，由于氢气质量较轻，故通风进气口设置在壳体后端面下部，排气口设置在壳体前端面上部，从而避免了局部氢气滞留死角，导致的局部氢气浓度过高的问题。
2.该一种燃料电池空气***，在排气口附近安装有氢浓度传感器，通过检测壳体内氢气含量来控制通风电磁阀开度，从而调节通风量大小，避免能量浪费。在壳体前端面下部设置有排水口，利用通风气流吹扫将壳体底板残留水分吹入排水口排出，避免壳体内水分聚集。
3.该一种燃料电池空气***，在燃料电池反应过程中，通过进气口中的湿度传感器检测空气湿度并进行反馈控制减湿电磁阀开度，从而实时调节进气湿度以满足反应需求，同时进排气口的压力传感器和温度传感器检测空气压力和温度，从而对空压机、中冷器、旁通电磁阀及背压阀进行实时调节，控制进排气压力和温度。
附图说明
图1为本发明提出的一种燃料电池空气***的流程图；
图中：1-空滤、2-流量计、3-空压机、4-中冷器、5-加湿器、6-燃料电池壳体、7-燃料电池、8-通风电磁阀、9-旁通电磁阀、10-减湿电磁阀、11-背压阀、12-单向阀、13-混合器、14-氢浓度传感器、15-温度传感器、16-压力传感器、17-湿度传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种燃料电池空气***，如图1所示，包括燃料电池壳体6，所述燃料电池壳体6内部设置有燃料电池7，且燃料电池壳体6的进气口和排气口处设置有进气***和排气***，进气***包括空滤1、流量计2、空压机3、中冷器4、加湿器5、减湿电磁阀10、通风电磁阀8及温度传感器15、压力传感器16和湿度传感器17，排气***包括背压阀11、混合器13、旁通电磁阀9、单向阀12和氢浓度传感器14。
为了促进进气的质量；如图1所示，所述加湿器5通过连接软管连接于燃料电池壳体6的进气口，且温度传感器15和湿度传感器17分别通过螺纹连接于连接软管的圆周上，中冷器4的输出端通过连接软管连接于加湿器5的输入端，空压机3的输出端通过连接软管连接于中冷器4的输入端，空滤1通过连接软管连接于空压机3的输入端，且流量计2通过螺纹连接于空滤1与空压机3之间的连接软管圆周上。
所述中冷器4和加湿器5之间的连接软管一侧通过螺纹连接有第一分支软管，且通风电磁阀8通过螺纹固定于第一分支软管的圆周上，第一分置软管的一端通过螺纹与燃料电池壳体6一侧相连接，加湿器5和燃料电池壳体6相对一侧通过螺纹固定有第二分支软管，且压力传感器16通过螺纹连接于第二分支软管的圆周上，中冷器4和加湿器5之间的连接软管一侧通过螺纹固定有第三分支软管，第三分支软管的一端与加湿器5和燃料电池壳体6之间的连接软管相对一侧通过螺纹固定有第四分支软管，且减湿电磁阀10通过螺纹固定于第四分支软管的圆周上。
为了促进排气的质量；如图1所示，所述背压阀11通过连接软管连接于加湿器5一侧，且混合器13通过连接软管连接于背压阀11的输出端，第三分支软管的一端通过螺纹与背压阀11和混合器13之间的连接软管相连接，且旁通电磁阀9通过螺纹连接于第三分支软管的圆周上，混合器13与燃料电池壳体6排气口和排水口之间通过螺纹连接有排气管和排水管，两个单向阀12分别通过螺纹连接于排气管和排水管的圆周上。
为了促进对反应后的氢浓度进行检测；如图1所示，所述燃料电池壳体6通风口处通过螺栓固定有有氢浓度传感器14。
为了促进对燃料电池壳体6底部的水进行疏导；如图1所示，所述燃料电池壳体6前端面底部与通风进气口斜相对开有排水口，其与单向阀12相连后再连接混合器13。
所述燃料电池壳体6前端面顶部与通风进气口斜相对开有通风排气口，其与单向阀12相连后再连接混合器13。
所述电堆排气口与加湿器5湿空气侧进口相连，加湿器5湿空气侧排气口连接背压阀12后再连接混合器13。
通风排气管和排水管圆周都分别连接有单向阀12，避免混合器13上其他连接管路的气体通过这两条管路反串至壳体内部。
本实施例在使用时,外界空气经空滤1过滤后，通过流量计2经空压机3压缩后形成高压高温气体，后通过中冷器4进行降温，在通过加湿器5干空气侧流道后进入到燃料电池7入口；反应后的低压高湿气体经加湿器5湿空气侧流道对之前的干空气进行加湿后，通过背压阀11进入到混合器13中；在燃料电池7反应过程中，通过进气口中的湿度传感器17检测空气湿度并进行反馈控制减湿电磁阀10开度，从而实时调节进气湿度以满足反应需求，同时进排气口的压力传感器16和温度传感器17检测空气压力和温度，从而对空压机3、中冷器4、旁通电磁阀9及背压阀11进行实时调节，控制进排气压力和温度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池空气***，包括燃料电池壳体(6)，其特征在于，所述燃料电池壳体(6)内部设置有燃料电池(7)，且燃料电池壳体(6)的进气口和排气口处设置有进气***和排气***，进气***包括空滤(1)、流量计(2)、空压机(3)、中冷器(4)、加湿器(5)、减湿电磁阀(10)、通风电磁阀(8)及温度传感器(15)、压力传感器(16)和湿度传感器(17)，排气***包括背压阀(11)、混合器(13)、旁通电磁阀(9)、单向阀(12)和氢浓度传感器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述加湿器(5)通过连接软管连接于燃料电池壳体(6)的进气口，且温度传感器(15)和湿度传感器(17)分别设置于连接软管的圆周上，中冷器(4)的输出端通过连接软管连接于加湿器(5)的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述空压机(3)的输出端通过连接软管连接于中冷器(4)的输入端，空滤(1)通过连接软管连接于空压机(3)的输入端，且流量计(2)设置于空滤(1)与空压机(3)之间的连接软管圆周上。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述中冷器(4)和加湿器(5)之间的连接软管一侧设置有第一分支软管，且通风电磁阀(8)设置于第一分支软管的圆周上，第一分置软管的一端通过螺纹与燃料电池壳体(6)一侧相连接。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述加湿器(5)和燃料电池壳体(6)相对一侧设置有第二分支软管，且压力传感器(16)设置于第二分支软管的圆周上，中冷器(4)和加湿器(5)之间的连接软管一侧设置有第三分支软管。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述第三分支软管的一端与加湿器(5)和燃料电池壳体(6)之间的连接软管相对一侧设置有第四分支软管，且减湿电磁阀(10)设置于第四分支软管的圆周上。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述背压阀(11)通过连接软管连接于加湿器(5)一侧，且混合器(13)通过连接软管连接于背压阀(11)的输出端，第三分支软管的一端通过螺纹与背压阀(11)和混合器(13)之间的连接软管相连接。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述燃料电池壳体(6)通风口处设置有有氢浓度传感器(14)。
9.根据权利要求8所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述燃料电池壳体(6)前端面底部开有排水口，所述燃料电池壳体(6)前端面顶部开有通风排气口。
10.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气***，其特征在于，所述旁通电磁阀(9)设置于第三分支软管的圆周上，混合器(13)与燃料电池壳体(6)之间设置有排气管和排水管，两个单向阀(12)分别设置于排气管和排水管的圆周上。
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