[发明专利]一种燃料电池氢路串联集成系统

说明书

一种燃料电池氢路串联集成系统，包括集成座体，所述集成座体一侧安装有氢气循环泵，集成座体内设有氢泵进气通道和氢泵排气通道，所述氢泵进气通道一侧与氢气循环泵的增压腔相连通，另一侧与设在集成座体内的氢循环路进口通道相连通，在氢循环路进口通道内设有分水器和排水阀；所述氢泵排气通道一侧与氢气循环泵的增压腔相连通，另一侧与安装在集成座体上的引射器的低压区相连通，所述低压区内设有高压喷嘴，高压喷嘴前侧为氢源进口接管，氢源进口接管内设有电磁阀，高压喷嘴后侧为引射器导管。安装效率高，体积小，占用空间小，传输距离短，消除了传输损耗，提高了增压效率，稳定性好，刚性强，振动小，噪音低，提升了整体性能。

技术领域：

本发明涉及一种燃料电池氢路串联集成系统。

背景技术：

质子交换燃料电池由于其高功率密度、零污染、低工作温度和快速启动能力，被认为是最具应用前景的车辆动力源之一。为了提升氢气利用率、规避阳极缺气和水淹等故障，燃料电池系统中普遍采用氢气循环，实现氢气循环的方式通常包括氢气循环泵和氢气引射器。相比而言：氢气循环泵成本高，国产化程度低，体积较大、不利于紧凑化，有运动部件、可靠性低，且会引入系统寄生功率、降低系统效率；氢气引射器可利用前端高压氢气实现氢气引射循环，作为机械部件，无需消耗功率，可靠性高，成本低，易于紧凑化集成，具有突出的优势。但是目前已有的氢气引射器难以在低负载区发挥作用，工作域窄的问题极大地限制了氢气引射器在燃料电池系统中应用，且现有引射器与燃料电池匹配度较差。

现在燃料电池系统氢气循环的各功能部件都是分体式单独使用的，集成化程度低，这种结构在使用时存在如下缺点：安装时需要现场进行组装，管路连接复杂，需要多套管路进行连接，操作麻烦，安装效率低；体积大，占用空间大，在一些空间小的区域不易安装使用；气体传输距离远，传输过程中会产生损耗，降低增压效率；结构稳定性差，振动大，噪音大。

另外，现在的氢气循环泵，主要包括相连接的电机壳体、轴承座和盖板，电机壳体与轴承座之间形成电机腔，轴承座和盖板之间设有叶轮，形成增压腔，电机的驱动轴带动叶轮高速旋转完成对气体的增压。其中的轴承座，主要作用一是对轴承进行支撑，二是对电机腔和增压腔进行隔离。由于增压腔内含氢混合气体压力很高，电机腔和增压腔内的压力不平衡，因此，高压的含氢混合气体会从增压腔经轴承座内的轴承处向电机腔泄漏，对轴承进行冲击，时间长了之后会将轴承的润滑脂吹散，轴承磨损易坏，造成停机维修，影响正常工作。目前虽然也有在轴承两端增加密封圈对轴承进行保护，但是电机的驱动轴每分钟高达几万转，密封圈很容易磨损失效，高压的含氢混合气体穿过密封圈还是会对轴承造成冲击，并进入电机腔内，不仅破坏轴承，而且现在的电机定子和转子防腐效果差，含氢混合气体不仅对定子和转子的外表造成氢脆氢蚀，时间久了还会渗透至定子和转子内部对铁芯和磁铁造成腐蚀，影响定子和转子的正常工作，缩短电机的使用寿命；另外，含氢混合气体一般湿度较大，在电机腔内凝结成水无法排出，容易发生联电爆炸危险，导致安全事故的发生。

综上，燃料电池氢路的上述技术问题已成为行业内亟需解决的技术难题。

发明内容：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种燃料电池氢路串联集成系统，解决了以往需要现场进行组装、管路连接复杂、操作麻烦，安装效率低的问题，解决了以往分体结构体积大、占用空间大的问题，解决了以往的分体结构传输距离远、传输过程中会产生损耗、降低增压效率的问题，解决了以往的分体结构稳定性差、振动大、噪音大的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：