[发明专利]一种氢燃料电池的补压装置

权利要求书

1.一种氢燃料电池的补压装置，其特征在于，包括壳体（1），壳体（1）内具有相互连通的补压腔及调压腔（5），液体淹没补压腔与调压腔（5）的连通处，使补压腔和调压腔（5）的气体部分隔离、液体部分连通；补压腔用于连通燃料电池（8），调压腔（5）连通壳体（1）外部；使用时补压腔与调压腔（5）呈现液位差并在补压腔中储气，燃料电池（8）的供气源欠压时，补压腔在液位差作用下向燃料电池（8）补气。

2.如权利要求1所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，在调压腔（5）内设有活塞（4）和弹簧，活塞（4）密封隔离调压腔（5）的气体部分和液体部分，弹簧抵于活塞（4）和调压腔（5）的侧壁之间。

3.如权利要求2所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，活塞（4）内包括骨架和密封环，密封环套于骨架的侧壁上用于与调压腔（5）的侧壁接触并密封。

4.如权利要求3所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，骨架是由六边形的竖向细管拼接而成的蜂窝状，细管内设有隔离膜，调压腔（5）的顶部设有用于刺穿该隔离膜的穿刺针，隔离膜穿透后活塞（4）的上下端面连通。

5.如权利要求3所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，骨架包括上盖体、下盖体、及弹性件，上盖体与下盖体相互盖合，弹性件位于上下盖体之间且弹性系数为弹簧4倍以上，上盖体上设有用于穿透下盖体的穿刺针；弹簧与上盖体相连，下盖体穿透后活塞（4）的上下端面连通。

6.如权利要求1所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，补压腔包括进补压腔（2）和出补压腔（3）；进补压腔（2）与出补压腔（3）连通，液体淹没进补压腔（2）与出补压腔（3）的连通处；使用时，进补压腔（2）连通燃料电池（8）的进气口，出补压腔（3）连通燃料电池（8）的处气口。

7.如权利要求6所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，在壳体（1）的侧壁上设置有控制器（7），在进补压腔（2）和出补压腔（3）的侧壁上分别设有若干液位传感器，各液位传感器分别与控制器（7）电连接；控制器（7）用于计算进补压腔（2）与出补压腔（3）之间的液位差。

8.基于如权利要求7所述的氢燃料电池的补压装置的供氢系统，其特征在于，还包括氢气源（13）、减压阀（12）、加湿器（11）、限压阀（9）、和增压器（10）；氢气源（13）依次通过减压阀（12）和加湿器（11）连接到燃料电池（8）的氢气进口上，燃料电池（8）的氢气出口依次经过限压阀（9）和增压器（10）连接到氢气进口上；进补压腔（2）通过管道连接到氢气进口上，出补压腔（3）通过管道连接到限压阀（9）的输出侧；减压阀（12）、限压阀（9）均为电磁阀，减压阀（12）、限压阀（9）、及增压器（10）分别电连接控制器（7）。

9.基于权利要求8所述的供氢系统的供氢方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：氢气源（13）中的氢气经减压和加湿后注入燃料电池（8）和进补压腔（2）；进入燃料电池（8）的氢气参与化学反应剩下的氢气经限压阀（9）输出，输出的氢气注入出补压腔（3）中或经增压器（10）重新注入燃料电池（8）；

步骤2：氢气使进补压腔（2）和出补压腔（3）中的液位分别变化，控制器（7）根据进补压腔（2）与出补压腔（3）之间的压差调节限压阀（9）或/和减压阀（12）使燃料电池（8）中的氢气达到设定压力；

步骤3：氢气使进补压腔（2）或出补压腔（3）与调压腔（5）之间形成液位差并在进补压腔（2）或出补压腔（3）储存部分氢气；当氢气源（13）供氢气压欠压时，在液压差作用下，进补压腔（2）补入燃料电池（8）；当限压阀（9）输出的氢气欠压时，出补压腔（3）中的氢气补入增压器（10）中。

10.如权利要求9所述的供氢系统的供氢方法，其特征在于，在调压腔（5）内设有活塞（4）和弹簧，活塞（4）密封隔离调压腔（5）的气体部分和液体部分，弹簧抵于活塞（4）和调压腔（5）的侧壁之间，燃料电池（8）正常使用时，补压腔中的氢气升高调压腔（5）中的液位并压缩弹簧；进补压腔（2）中的气压80-120kpa；出补压腔（3）中的气压为30-40kpa；最大补压压力不大于10kpa。