[发明专利]一种燃料电池空气供应装置

说明书

本发明提供一种应用于新能源汽车零部件的燃料电池技术领域的燃料电池空气供应装置，所述的燃料电池的空气供应装置(2)的装置壳体(7)上设置进气管(8)和出气管(9)，装置壳体(7)内设置空气压缩机(10)，空气压缩机(10)的转子(11)设置在靠近进气管(8)的部位，进气管(8)与进水管(12)连接，进水管(12)与水气分离装置(5)连接，本发明的燃料电池空气供应装置，结构简单，能够有效确保空气供应装置向燃料电池堆供应符合湿度要求的空气，提高燃料电池堆的反应效率，提高燃料电池整体性能，同时取消加湿器设置，有效降低燃料电池的整体体积和重量，降低燃料电池成本，从而有效提高燃料电池市场竞争力。

技术领域

本发明属于新能源汽车零部件的燃料电池技术领域，更具体地说，是涉及一种燃料电池空气供应装置。

背景技术

燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能的装置。在众多类型燃料电池中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有工作温度低、比能高、启动快、寿命长、应用广泛等特点，被认为是最具应用前景的。在质子交换膜燃料电池中，氢和氧分别在阳极和阴极发生电化学反应产生电流。燃料电池中氧气压力与燃料电池系统的性能有直接关系，提高空气的供气压力(即氧气的分压力)，不仅可以增大燃料电池系统的能量密度，还可以减小系统尺寸，提高电池堆效率和改善水平衡。因此，空气供应系统是燃料电池一个重要组成部分。此外，由于质子交换膜燃料电池工作特点，要求供给燃料电池的空气必须是有一定湿度的。

现有技术中常用的质子交换膜燃料电池主要由燃料电池堆、空气供给系统、氢气供给(供给及循环)系统、冷却水系统、数据采集及控制系统等组成。燃料电池系统中氢气供给系统和空气供给系统分别给电堆提供一定压力和流量的纯净氢气和空气，确保电堆持续产生电流；燃料电池堆反应产生的水和气经过水气分离系统后，分离出来的水流向加湿器，加湿器则向来自供气供应系统的反应空气提供适当的湿度，以便于提高燃料电池堆反应效率；冷却水系统将电堆产生的多余热量通过循环去离子水带出燃料电池堆，使燃料电池堆处于高效反应条件下工作。现有技术中，空气增湿都是通过专门的加湿器完成的，如中国专利号CN200810301505、CN201510187512等专利文献公开的燃料电池加湿器，他们的共同特点是加湿器体积较大，与空气供应系统中空气压缩机的大小相当，这不仅增加了燃料电池系统的体积和重量，也增加了燃料电池的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够有效确保空气供应装置向燃料电池堆供应符合湿度要求的空气，提高燃料电池堆的反应效率，提高燃料电池整体性能，同时取消加湿器设置，有效降低燃料电池的整体体积和重量，降低燃料电池成本的燃料电池空气供应装置。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明为一种燃料电池空气供应装置，所述的燃料电池包括燃料电池堆、空气供应装置、氢气供应装置、冷却水装置、水气分离装置、数据采集控制部件，所述的空气供应装置包括装置壳体，装置壳体上设置进气管和出气管，装置壳体内设置空气压缩机，空气压缩机的转子设置在靠近进气管的部位，进气管与进水管连接，进水管与水气分离装置连接。

所述的装置壳体内设置腔体，转子位于腔体内，腔体与进气管连通，所述的空气压缩机设置为能够带动从进气管进入腔体的空气和从进水管进入腔体的水进行混合的结构。

所述的进气管上设置多个进水孔，多个进水孔设置为沿进气管一周布置的结构，多个进水口按间隙布置，进水孔与进水管连通，水气分离装置分离出的水设置为能够输送到进水管的结构。

所述的空气压缩机与装置壳体固定连接，空气压缩机与电机连接，电机与能够控制电机启停及转速变化的控制开关连接。

所述的进气管与进气口连通，出气管与出气口连通，所述的进气管位置设置多孔状消声器，出气管位置设置整流板。