[实用新型]一种车用燃料电池发动机系统用膜增湿器

说明书

本实用新型公开了一种车用燃料电池发动机系统用膜增湿器，包括腔体、设于腔体内的中空纤维膜管束、分别安装于腔体前后两侧的干空气端盖和湿空气端盖、同向或异向安装于腔体上端或者下端的接近湿空气端盖的增湿气入盖和接近干空气端盖的增湿气出盖；腔体包括供安装中空纤维膜管束用的主腔、配合干空气端盖安装的干空气入口端、配合湿空气端盖安装的湿空气出口端、配合增湿气入盖安装的增湿气入口端、配合增湿气出盖安装的增湿气出口端。本实用新型减少了干空气对膜管端面及封装面的冲击，降低空气的阻力，减少增湿气对膜管的冲击，降低增湿气的阻力，增大了增湿气与膜管的接触面积，提高了增湿性能。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池发动机领域，特别涉及一种车用燃料电池发动机系统用膜增湿器。

背景技术

质子交换膜燃料电池是燃料电池的一种，除了燃料电池普遍具有的发电效率高、环境污染小、比能量高、噪声低、负荷调节灵活、燃料范围广、响应速度快等特点之外，还具有启动快、寿命长、操作温度低、电解质无腐蚀等优点，能够实现小型化，正越来越多地被用于轻型汽车和小型驱动装置。

质子交换膜燃料电池中使用的质子交换膜对水的含量具有较严苛的要求。水含量过低或过多都不能保证足够的导质子能力，维持质子交换膜良好的湿润状态是保证质子交换膜燃料电池正常运行的重要因素，是燃料电池重要的控制环节之一。为此需要配备增湿结构，而气体增湿是燃料电池目前使用较好的增湿方式，气体增湿普遍使用的是膜增湿器。

普遍使用的膜增湿器的结构如附图6所示，干空气进出口的端盖12使用喇叭口形状，干燥空气从A处入口进入膜增湿器，经过膜管的内径通孔进行增湿，增湿后气体从B处出口进入燃料电池。具体参考专利文件CN208955116U。该膜增湿器具有如下缺点：

1、干空气从入口进入膜增湿器，会对膜管的封装端面产生一定冲击，干空气的流动阻力增大，加大了膜增湿器管层的压降，燃料电池功率较高时，对膜管端面及密封胶处会产生较大的压力，会导致灌胶的封装面有泄漏现象。

2、干空气的端盖12使用喇叭口形状与中冷器的端盖形状无法匹配，不能与中冷器进行集成，膜增湿器整体长度太长，影响整车系统的装配布局。

3、增湿气进出口端盖与腔体11设计为整体式结构，长时间使用会有损坏，不能进行更换，整体式不利于制造加工，制造成本高。

4、目前使用膜增湿器的增湿气进出口设计在膜增湿器两端横截面中心线所在位置，膜管两端的封装位置与增湿气的进出口位置距离很近，并与腔体内湿空气分流槽在同一面上，增湿气进入膜增湿器后会对膜管产生一定的压力，在增湿气的压力下，膜管与封装的密封胶会脱离，影响膜增湿器的增湿器性能及使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃料电池系统用膜增湿器，能够有效减小空气阻力，增湿性能高，提高膜增湿器的增湿效率及使用寿命，能与中冷器集成，使用寿命长。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种车用燃料电池发动机系统用膜增湿器，包括腔体、设于所述腔体内的中空纤维膜管束、分别安装于所述腔体前后两侧的干空气端盖和湿空气端盖、同向或异向安装于所述腔体上端或者下端的接近所述湿空气端盖的增湿气入盖和接近所述干空气端盖的增湿气出盖；所述腔体包括供安装所述中空纤维膜管束用的主腔、配合所述干空气端盖安装的干空气入口端、配合所述湿空气端盖安装的湿空气出口端、配合所述增湿气入盖安装的增湿气入口端、配合所述增湿气出盖安装的增湿气出口端。

中空纤维膜管，以下简称膜管，是中空纤维膜管束的基本组成单元，各个膜管相互间隔地被封装在一起，膜管之间涂有形成耐高温高压的密封胶，形成完整的中空纤维膜管束。中空纤维膜管束的两端被安装在腔体的干空气入口端和湿空气出口端之间，保证膜增湿器不外漏；干空气端盖和湿空气端盖分别与腔体的干空气入口端和湿空气出口端连接，增湿气入盖和增湿气出盖分别与腔体的增湿气入口端和增湿气出口端连接。