[发明专利]一种用于氢燃料电池系统的插装式控氢模块

说明书

本发明公开了一种用于氢燃料电池系统的插装式控氢模块，包括：汇流块，所述汇流块的内部气道呈上下阶梯分布，所述内部气道至少为两层分布；用于对所述汇流块内的气体压力和流量进行调节的插装件，所述插装件与所述汇流块插装式配合连接；用于实时监测所述汇流块内的气体压力的传感器，所述传感器与所述汇流块可拆卸地连接。本发明具有集成化、小型化、轻量化的优势，通过设计具有上下阶梯分布的内部气道的汇流块，可以根据需要布局进口或出口，灵活性强；通过插装式比例电磁阀设计，进一步地减小了体积和重量，可以快速更换和拆装；通过长螺栓固定，紧固性好，能够抗震动和冲击，增强了稳定性。

技术领域

本发明涉及控氢模块，尤其涉及一种用于氢燃料电池系统的插装式控氢模块。

背景技术

氢燃料电池车辆是以氢为主要燃料的车辆，如图1所示，其整个氢气系统包括供氢系统和燃料电池系统两部分。

供氢系统由氢气瓶、组合式瓶阀、减压阀、压力/温度传感器等组成，功能是将氢气瓶内的高压氢气降低到中压(10-30bar)，从而进行下一步的调节。

燃料电池系统包括控氢模块和反应电堆(燃料电池堆)。控氢模块的作用是给燃料电池堆提供压力稳定的低压氢气，调节和控制进入反应电堆的压力和流量。反应电堆除了燃料电池本体外还包括了一些外围装置，如氧气供应系统、水管理系统、热管理系统、控制系统、安全系统等。

目前，控氢模块有三种技术路线可以达到调压的目的：

1、使用弹簧减压阀调节压力。减压阀是通过调节作用将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量使出口压力自动保持稳定的阀门。

2、使用电磁比例阀调节压力。在电磁比例阀通电时，根据不同的电信号产生不同的电流和电磁力，控制阀的开度，从而控制出口氢气压力。

3、使用氢气喷射器调节压力。氢气系统中的喷射器是多个电磁阀并联起来的一个单元，通过控制各个不同数量的电磁阀开关从而改变流道数量来实现调节下游压力的功能。

以上三种技术路线的比较如下表所示：