[实用新型]一种燃料电池及其空气供给系统

说明书

本实用新型涉及汽车辅件技术领域，公开了一种空气供给系统及包括该空气供给系统的燃料电池，空气供给系统包括空压机总成、增压空气供给主路及旁通支路，所述空压机总成的进气口连通外部环境，所述空压机总成的出气口通过所述增压空气供给主路与所述燃料电池的电池反应堆的阴极进气口连通；所述旁通支路的第一端与所述增压空气供给主路连通，所述旁通支路的第二端与所述空压机总成的进气口连通，所述旁通支路上设有能够控制气体从其第一端向其第二端单向流通的旁通控制阀。本实用新型的有益效果为：能够有效避免空压机总成在燃料电池的怠速工况下发生喘振现象。

技术领域

本实用新型涉及汽车辅件系统技术领域，特别是涉及一种燃料电池及其空气供给系统。

背景技术

燃料电池汽车作为未来新能源汽车的重要技术方向，在近几年得到了快速发展，也得到了越来越多企业的关注及重视。燃料电池空气供给系统为电池反应堆提供一定压力的空气，当燃料电池进入怠速运行状态时，由于空压机总成低速运转，存在喘振风险。喘振现象发生时，由于气流强烈的脉动和周期性振荡会造成叶片强烈振动，使叶轮应力增加，噪音加剧，并可能损坏轴承、密封结构等，甚至造成停车或严重事故；目前，使用离心压缩机的燃料电池空气供给系统均未采取有效的预防喘振的措施。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种燃料电池及其空气供给系统，能够避免喘振现象发生。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种燃料电池的空气供给系统，其包括：空压机总成、增压空气供给主路及旁通支路，所述空压机总成的进气口连通外部环境，所述空压机总成的出气口通过所述增压空气供给主路与所述燃料电池的电池反应堆的阴极进气口连通；所述旁通支路的第一端与所述增压空气供给主路连通，所述旁通支路的第二端与所述空压机总成的进气口连通，所述旁通支路上设有能够控制气体从其第一端向其第二端单向流通的旁通控制阀。

作为优选方案，所述空压机总成包括驱动电机，以及连接于所述驱动电机的动力输出轴上的离心压缩机；所述驱动电机的动力输出轴外部支撑有气浮轴承，所述轴承驱动支路的一端连通所述增压空气供给主路，所述轴承驱动支路的另一端与所述气浮轴承的供气口连通。

作为优选方案，所述空压机总成还包括向心膨胀机，所述离心压缩机及所述向心膨胀机同轴设置于所述驱动电机的动力输出轴的两端。

作为优选方案，所述空气供给系统还包括循环支路，所述向心膨胀机的进气口和所述电池反应堆的阴极出气口之间通过所述循环支路连通。

作为优选方案，所述循环支路上还设有气液分离器，所述向心膨胀机的进气口通过所述气液分离器与所述电池反应堆的阴极出气口连通。

作为优选方案，所述空气供给系统还包括中冷器，所述中冷器设有第一冷却通道及第二冷却通道；所述第一冷却通道串联于所述增压空气供给主路上，所述第二冷却通道串联于所述旁通支路上。

作为优选方案，所述空气供给系统还包括膜增湿器，所述空气供给主路及所述循环支路均穿过所述膜增湿器，所述循环支路上流经所述膜增湿器的气体，能够对所述增压空气供给主路上流经所述膜增湿器的气体进行加湿。

作为优选方案，所述空气供给系统还包括空滤总成，所述空压机总成的进气口通过所述空滤总成与外部环境连通。

同样的目的，本实用新型第二方面还提供一种燃料电池，其包括电池反应堆、氢气供给系统及如第一方面所述的空气供给系统。

作为优选方案，所述氢气供给系统包括氢气引射器及间歇排氢阀，所述氢气引射器具有第一进气口，所述间歇排氢阀具有第一出气口；所述氢气引射器的第一进气口连通于车载氢气源，所述氢气引射器的出气口连通于所述电池反应堆的阳极进气口，所述间歇排氢阀的进气口与所述电池反应堆的阳极出气口连通，所述间歇排氢阀的出气口连通外部环境。