[发明专利]一种氢燃料电池可控式空气加湿装置

说明书

本发明提供了一种氢燃料电池可控式进气加湿方法及装置，包括氢燃料电池空气进气系统和氢燃料电池空气排气系统，所述氢燃料电池空气进气系统包括依次串接的空气滤、鼓风机和膜加湿器，加湿器的出口连接氢燃料电池电堆的进入通道；所述氢燃料电池空气排气系统分为两路，包括第一开关阀、第二开关阀、电动空气泵、PTC加热器、背压阀和混合器，所述第一开关阀设置在加湿器的第二进气口与氢燃料电池电堆之间，为第一路；加湿器的第二进气口与氢燃料电池电堆之间还依次串接第二开关阀、电动空气泵和PTC加热器为第二路；所述加湿器的一个出口端依次连接背压阀和混合器。本发明加湿装置的加湿空气的湿度和温度在电堆额定工况时可有效保证，在启动工况和变工况时，也可实现可控。

技术领域

本发明属于氢燃料电池进气系统技术领域，尤其是涉及一种氢燃料电池可控式空气加湿装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池的性能与质子交换膜的质子传导率密切相关，质子传导率依赖于质子交换膜内水的含量；质子交换膜中水的含量过高，会导致阴极扩散层内的氧传质速度降低，降低燃料电池的性能；质子交换膜中水的含量过低，会使得膜对质子的阻力有所增加，甚至会使质子交换膜损坏，因此，为了保证质子交换膜燃料电池正常发电，空气系统的进气必须要加湿。

目前质子交换膜电堆的加湿技术主要是膜加湿、焓轮加湿等方式，膜加湿器的湿膜的体量按照电堆的额定发电功率需求设计，加湿空气的湿度和温度只有在电堆额定工况时有能保证，在启动工况和变工况时，处于不可控状态，电堆内部的湿度不可量，影响电堆的使用效率；焓轮加湿虽然加湿量可以控制，充分利用了排气中的水分，但是其质量大不易密封，影响实际进入电堆的空气量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种氢燃料电池可控式空气加湿装置，以实现可控式的进气加湿。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种氢燃料电池可控式空气加湿装置，包括氢燃料电池空气进气系统和氢燃料电池空气排气系统，所述氢燃料电池空气进气系统包括依次串接的空气滤、鼓风机和膜加湿器，加湿器的出口连接氢燃料电池电堆的进入通道；所述氢燃料电池空气排气系统分为两路，包括第一开关阀、第二开关阀、电动空气泵、PTC加热器、背压阀和混合器，所述第一开关阀设置在加湿器的第二进气口与氢燃料电池电堆之间为第一路；加湿器的第二进气口与氢燃料电池电堆之间还依次串接第二开关阀、电动空气泵和PTC加热器为第二路；所述加湿器的一个出口端依次连接背压阀和混合器。

优选的，所述加湿器为膜加湿器或者纤维加湿器。

相对于现有技术，本发明加湿装置具有以下优势：

(1)本发明加湿装置的加湿空气的湿度和温度在电堆额定工况时可有效保证，在启动工况和变工况时，也可实现可控。

(2)本发明加湿装置的结构简单，容易实现。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述一种氢燃料电池可控式空气加湿装置的结构示意图。

附图标记说明：

空气滤1、电动高压再生式鼓风机2、加湿器3、氢燃料电池电堆4、第一开关阀5、第二开关阀6、电动空气泵7、PTC加热器8、背压阀9、混合器10。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。