[实用新型]一种用于燃料电池系统的供氢保护装置

说明书

本实用新型提供了一种用于燃料电池系统的供氢保护装置，其中所述供氢保护装置包括氢气喷射器、氢气进气管路、常开电磁阀、氢气循环泵、排气阀、电堆、氢气出气管路以及连接管路，来自氢气喷射器的氢气通过氢气进气管路进入电堆，电堆内的氢气进入氢气出气管路，氢气出气管路通过连接管路与氢气进气管路连通，连接管路上沿着氢气流动的方向依次设置有氢气循环泵和常开电磁阀，氢气喷射器设置在氢气进气管路管路上并与常开电磁阀并联，排气阀设置在氢气出气管路上，来自电堆的一部分氢气在氢气循环泵的作用下通过常开电磁阀进入氢气出气管路，来自电堆的另一部分氢气通过排气阀排放。该装置的优点在于：提高了氢气利用率。

【技术领域】

本实用新型涉及燃料电池系统，具体而言，涉及一种用于燃料电池系统的供氢保护装置。

【背景技术】

氢燃料电池是指一种能够使得氢气和氧气进行化学反应将化学能转变为电能的装置。氢燃料电池转化效率高，一般为40-60％左右。氢燃料电池是一种零污染、高效率、续航里程长清洁电池，被广泛应用于汽车领域。燃料电池发动机一般包括电堆模块、空气模块、氢气模块、冷却模块以及辅助模块。低温环境下(例如冰点以下)运行是对发动机性能的一个重要考验，因此，为保证发动机每个模块均能够正常运行，需要对运行时出现的问题能够有效解决。

燃料电池运行过程的产物为水，主要在电堆阳极侧生成，在电堆阳极出口侧安装的电磁阀周期性开启，将生成的水、少量的氢气及因为浓度差异从电堆阴极侧渗透的氮气通过电磁阀排出，从而稳定发动机性能。在辅助模块中氢气循环泵的作用是将未反应完的氢气及电堆内部的生成水和外管路中的冷凝水从电堆阳极出口侧带到电堆阴极入口侧，能够提高氢气利用率及控制电堆内部的含水量，因此，整个循环管路中均具有水的存在，当发动机在不工作的情况下，在低于冰点的环境下生成的水会结冰，因此，需要将整个循环管路中的水吹扫出去，预防电堆在关机后循环路中存在的水结冰后对整个燃料电池发动机性能及氢气循环泵产生较大影响。氢气循环泵的出口连接方式是同氢气喷射器出口端并联之后再进入电堆，当氢气循环泵无法正常工作时，氢气会直接从氢气喷射器进入到电堆阳极侧电磁阀一端，会导致实际进入电堆内部氢气变少进而导致电堆出现欠气现象，导致燃料电池发动机性能下降，并且氢气利用率也降低；此外，循环管路中存在的冷凝水在低温下也会结冰现象，因此如何解决上述问题对电堆性能是十分至关重要。

为此，本实用新型的目的在于提供一种用于燃料电池系统的供氢保护装置，以便解决现有技术中存在的问题。

【实用新型内容】

本实用新型旨在提供一种用于燃料电池系统的供氢保护装置，以便解决现有技术中存在的问题。本实用新型的目的通过以下技术方案得以实现：

本实用新型的一个技术方案提供了一种用于燃料电池系统的供氢保护装置，其中所述供氢保护装置包括氢气喷射器、氢气进气管路、常开电磁阀、氢气循环泵、排气阀、电堆、氢气出气管路以及连接管路，来自氢气喷射器的氢气通过氢气进气管路从电堆的入口侧进入电堆，电堆内的氢气通过电堆的出口侧进入氢气出气管路，氢气出气管路通过连接管路与氢气进气管路连通，连接管路上沿着氢气流动的方向依次设置有氢气循环泵和常开电磁阀，氢气喷射器设置在氢气进气管路管路上并与常开电磁阀并联，排气阀设置在氢气出气管路上，来自电堆的一部分氢气在氢气循环泵的作用下通过常开电磁阀进入氢气出气管路，来自电堆的另一部分氢气通过排气阀排放。

根据本实用新型的上述一个实施方案提供的供氢保护装置，其中氢气喷射器能够自动调节其出口压力，从而控制进入电堆的氢气压力。

根据本实用新型的上述一个实施方案提供的供氢保护装置，其中氢气循环泵能够将来自电堆出口侧的部分氢气抽运到常开电磁阀并使得来自电堆出口侧的部分氢气与来自氢气喷射器的出口侧的氢气汇流。

根据本实用新型的上述一个实施方案提供的供氢保护装置，其中常开电磁阀为双向阀，允许气体双向流通，以便能够调节气体流通方向。