[发明专利]一种质子交换膜燃料电池的脉冲氢气供应系统

说明书

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池的脉冲氢气供应系统，包括燃料电池、高压氢瓶、第一减压阀、引射器、汽水分离器、第一压力控制阀、第一压力传感器、高压容器、第一电磁阀、低压容器、隔膜泵、第二电磁阀，进气管路上依次设置高压氢瓶、第一减压阀、第一压力控制阀、引射器、第一压力传感器，支路上依次设有高压容器、第一电磁阀，第一输出回路上依次设置第二电磁阀、低压容器、隔膜泵，第一输出管路与进气管路形成回路。设计两个压力波发生器，能够有效增加氢气回路的瞬时压差，反复出现的膨胀和收缩的压力波有助于从膜电极组件中去除不需要的液体，保证膜电极组件良好的湿化，能将除去水分的氢气仍循环到燃料电池里，避免氢气的浪费。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种质子交换膜燃料电池的脉冲氢气供应系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜电极组件必须保持湿润，燃料电池各单体才能有效工作。质子交换膜不仅起到电解质的作用，还能将反应物(氢气和空气)分离开来。如果在某个区域膜过于干燥，电化学反应可能停止。然而，如果膜过于湿润，以致在气体流道内生成水滴，反应物的传递就会受到阻碍。因此，对于PEMFC，良好的湿化是必要的，同时多余的水也必须从燃料电池中去除。由于燃料电池空气侧的气体流量较大，空气侧的水滴更容易去除。

在燃料电池的氢气供给系统中，现有技术中大多通过比例阀瞬时调高和调低，实现氢气的脉冲排放，但此方法受限于比例阀的量程，产生的瞬时压差较小，对燃料电池氢气路的吹扫效果较差。同时，此方法也会加重比例阀的负荷，影响其使用寿命，也不利于控制。

发明内容

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池的脉冲氢气供应系统，克服现有技术通过比例阀瞬时调高和调低，实现氢气脉冲排放存在的瞬时压差小、吹扫效果差、影响比例阀寿命、不好控制等问题。

本发明提供的一种质子交换膜燃料电池的脉冲氢气供应系统，包括燃料电池、高压氢瓶、第一减压阀、引射器、汽水分离器、第一压力控制阀和第一压力传感器，所述引射器设置在高压氢瓶与燃料电池阳极入口之间连通的进气管路上，所述第一减压阀设置在邻近高压氢瓶的进气管路上，所述汽水分离器设置在燃料电池阳极出口的第一输出管路上，所述第一压力控制阀设置在引射器前端的进气管路上，所述第一压力传感器设置在邻近燃料电池阳极入口的进气管路上，在现有技术的基础上，本发明进一步作出如下改进：所述系统还包括高压容器、第一电磁阀、低压容器、隔膜泵、第二电磁阀，所述高压容器设置在第一减压阀和第一压力控制阀之间进气管路的支路上，所述第一电磁阀也设置在所述支路上；所述第二电磁阀、低压容器、隔膜泵依次设置在燃料电池阳极出口与汽水分离器之间的第一输出管路上，所述第一输出管路与进气管路形成回路。

优选的，所述高压容器所在支路上还设置有第二压力调节阀和第二压力传感器。

优选的，所述燃料电池的阳极出口与引射器通过第二输出管路连接，且第二输出管路上设置第三电磁阀。

优选的，所述第二输出管路也具有一支路，该支路上设置第四电磁阀。

优选的，所述引射器由接受室、混合室、扩压器三部分组成，所述接受室内设置喷嘴，所述接受室具有一个工作流体入口和一个引射流体入口，所述工作流体入口连接喷嘴。

本发明的有益效果：