[发明专利]一种燃料电池电堆氢气循环装置及方法

权利要求书

1.一种燃料电池电堆氢气循环装置，其特征在于，包括电堆(1)、氢气进气阀(2)、氢气循环管路(3)、氢气循环泵(4)、温度传感器(5)、可增湿集水器(6)和排水阀(7)；所述电堆(1)内设有阳极流道入口(8)和阳极流道出口(9)，所述可增湿集水器(6)的输入端与所述阳极流道出口(9)通过氢气循环管路(3)连通，所述可增湿集水器(6)的输出端与所述氢气循环泵(4)的输入端通过氢气循环管路(3)连通，所述氢气循环泵(4)的输出端与所述阳极流道入口(8)通过氢气循环管路(3)连通，所述温度传感器(5)位于所述氢气循环泵(4)输出端和所述阳极流道入口(8)之间的氢气循环管路(3)上，所述排水阀(7)通过排水管道(11)与所述可增湿集水器(6)连通，所述氢气进气阀(2)通过进气管路(10)连接在所述温度传感器(5)和所述氢气循环泵(4)输出端之间的氢气循环管路(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆氢气循环装置，其特征在于：所述氢气循环管路(3)中设有加热带。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆氢气循环装置，其特征在于：所述氢气进气阀(2)和排水阀(7)为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆氢气循环装置，其特征在于：所述可增湿集水器(6)中设有加热器。

5.一种燃料电池电堆氢气循环方法，其特征在于，采用权利要求1-4中任意一项所述的一种燃料电池电堆氢气循环装置，包括以下步骤：

打开氢气进气阀同时打开排水阀，排净电堆内的空气，启动电堆，关闭排水阀，电堆启动后，氢气可增湿循环系统开始工作，启动管路加热带对氢气循环管路进行加热，打开氢气进气阀使氢气经过温度传感器检测后从电堆的阳极流道入口进入电堆阳极流道，电堆阳极流道中的液态水随湿氢气从阳极流道出口排出，排出的湿氢气和液态水进入可增湿集水器，再通过可增湿集水器将湿氢气和液态水分离，分离后的液态水在可增湿集水器中，分离后的湿氢气经过加热的氢气循环管路进入氢气循环泵，再通过氢气循环泵输出，湿氢气和氢气进气阀排入氢气循环管路中的氢气混合，混合后的氢气经过温度传感器检测后从电堆的阳极流道入口进入电堆阳极流道；

当温度传感器检测到氢气循环管路中的氢气进堆前的温度低于30℃或电堆输出功率增加，氢气进气湿度降低时，启动可增湿集水加热器对可增湿集水器中的液态水加热变成水蒸气，水蒸气混合湿氢气经过加热的氢气循环管路进入氢气循环泵，再通过氢气循环泵输出，湿氢气和氢气进气阀排入氢气循环管路中的氢气混合，混合后的氢气经过温度传感器检测后从电堆的阳极流道入口进入电堆阳极流道；

当温度传感器检测到氢气循环管路中的氢气进堆前的温度高于50℃或电堆输出功率降低，氢气进气湿度增大时，关闭可增湿集水加热器，开启排水阀，将可增湿集水器中过量的水和杂质气通过排水管路排出氢气循环系统，可增湿集水器分离的湿氢气经过加热的氢气循环管路进入氢气循环泵，再通过氢气循环泵输出，湿氢气和氢气进气阀排入氢气循环管路中的氢气混合，混合后的氢气经过温度传感器检测后从电堆的阳极流道入口进入电堆阳极流道。