[发明专利]一种燃料电池增湿器装置、燃料电池系统及其增湿处理方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池增湿器装置、燃料电池系统及其增湿处理方法，所述增湿器装置包括外壳、中通纤维膜管、隔膜和端帽，所述外壳的两端同侧设置湿润气体的第一进气口和第一出气口，所述中通纤维膜管具有不同的直径，所述中通纤维膜管位于所述外壳的内部，所述隔膜将外壳隔为上腔和下腔，所述上腔内布置有适于所述干燥气体流通的所述中通纤维膜管，所述下腔内布置有适于所述湿润气体流通的所述中通纤维膜管，所述隔膜的中间均匀分布有若干微孔，所述湿润气体适于从所述下腔经所述微孔进入到所述上腔，所述端帽设置有干燥气体的第二进气口和第二出气口。本发明设计新的结构，解决现有物理式增湿器容易发生积水，影响燃料电池运行的问题。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池增湿器装置、燃料电池系统及其增湿处理方法。

背景技术

燃料电池系统在测试过程中，空气湿度的调试同样至关重要，而影响空气湿度重要的部件之一即为增湿器。通过增湿器，可以调节燃料电池电堆空气的湿度，从而有助于延长燃料电池电堆的使用寿命。

但是，目前试验台架中的增湿器为物理增湿器，物理式增湿器容易发生积水现象，积水容易使进堆空气的相对湿度高于对应的数值，这打破了各单片电池内部的水平衡，严重时会发生电堆内部水淹情况，使单片燃料电池的运行性能降低，从而影响燃料电池电堆的输出功率和运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池增湿器装置、燃料电池系统及其增湿处理方法，用于解决现有物理式增湿器容易发生积水，影响燃料电池运行的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种燃料电池增湿器装置，包括：

外壳，所述外壳包括首端、与首端相对应的处于首端对侧的尾端以及两端同侧处设置湿润气体的第一进气口和第一出气口；

中通纤维膜管，具有不同的直径，所述中通纤维膜管位于所述外壳的内部，所述中通纤维膜管的两端分别处于所述外壳的所述首端和所述尾端；

隔膜，所述隔膜将外壳分隔为上腔和下腔，所述上腔内布置有适于所述干燥气体流通的所述中通纤维膜管，所述下腔内布置有适于所述湿润气体流通的所述中通纤维膜管，所述隔膜的中间均匀分布有若干微孔，所述湿润气体适于从所述下腔经所述微孔进入到所述上腔；

端帽，所述端帽分别与所述外壳的所述首端和所述尾端连接，并设置有干燥气体的第二进气口和第二出气口，所述端帽的所述第二进气口与所述端帽的所述第二出气口的气体相连通。

进一步地，所述外壳的底部中间部位开设有排水口，所述排水口连接有排水管道，所述排水管道上依次设置有电磁阀和电热片，另一端连接至所述外壳的顶部中间部位。

进一步地，所述上腔内的所述中通纤维膜管具有中间管径小、两端管径大，以适于所述干燥气体在管径大的位置流速变快，在管径小的位置流速变慢。

进一步地，所述下腔内的所述中通纤维膜管具有中间管径大、两端管径小，以适于所述湿润气体在管径大的位置流速变快，在管径小的位置流速变慢。

进一步地，所述隔膜为渗透膜。

进一步地，所述干燥气体进口与所述湿润进口分设于所述外壳的两侧，所述干燥气体出口与所述湿润出口也分设于所述外壳的两侧，以使所述干燥气体流动通道与所述湿润气体流动通道内气体或液体的流动方向逆向流动。

本发明还提供了一种燃料电池系统，具有如上述所述的燃料电池增湿器装置，第二出气口通过连接管路连通至燃料电池电堆，所述连接管路的倾斜角度为30度。

进一步地，所述燃料电池增湿器装置设置在所述燃料电池电堆的下方，并距离所述燃料电池电堆的高度为48-52厘米。

进一步地，干燥气体的进气管道、出气管道和湿润气体的进气管道、出气管道上均设置阀体，并通过控制器控制阀体的开关及流量大小切换。