[发明专利]一种燃料电池系统的空气切断阀装置

说明书

提供了一种燃料电池系统的空气切断阀装置。所述装置包括阀体，所述阀体具有供给气流经的入口侧空气通道和排放气流经的出口侧空气通道。阀瓣，所述阀瓣安装在阀体内，用于打开或关闭入口侧空气通道和出口侧空气通道。入口侧止回阀，所述入口侧止回阀在供给气的压力大于或者等于预定压力时打开，即使阀瓣关闭时，也能引导供给气通过入口侧空气通道进入燃料电池堆。出口侧止回阀，所述出口侧止回阀在排放气的压力大于或者等于预定压力时打开，即使阀瓣关闭时，也能引导从燃料电池堆释放的排放气流经出口侧空气通道。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月2日提交的韩国专利申请号10-2019-0000303的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统的空气切断阀装置，更具体地，一种向燃料电池堆供应最少的所需供给气并且在发生故障时从燃料电池堆释放最少的所需排放气的空气切断阀装置。

背景技术

燃料电池系统通过向其持续不断地供应的燃料的电化学反应来持续地产生电能，其作为解决全球环境问题的一种可选方案，一直得到研究和发展。根据所用电解质的类型，燃料电池系统可以分为磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)。根据工作温度、输出范围以及所用燃料的类型，燃料电池体系可以应用于各种应用，例如移动电源、运输和分布式发电等。

在上述燃料电池中，PEMFC正在开发之中以取代内燃发动机，其可以应用于氢能汽车(氢燃料电池汽车)。氢能汽车通过氢气和氧气的电化学反应产生的电能，并用产生的电能操作电动机来驱动。因此，氢能汽车具有包括如下的结构：用于储存氢气(H₂)的氢气(H₂)罐、通过氢气(H₂)和氧气(O₂)的氧化/还原反应产生电能的燃料电池堆(FC堆)、用于排出产生的水的各种装置、用于储存燃料电池堆产生的电能的电池、配置为转换和调整所产生的电能的控制器和配置为产生驱动力的电动机等。

燃料电池堆表示具有数十个或数百个串联堆叠的电池的燃料电池体。此外，燃料电池堆具有如下结构：在端板之间堆叠有多个电池，每个电池包括将电池内部分为两部分的电解质膜、电解质膜第一侧的阳极和电解质膜第二侧的阴极。在电池之间设置隔膜，以限制氢气和氧气的流动路径。所述隔膜由导体制成，在氧化/还原反应中移动电子。

当对阳极供应氢气时，氢气被催化剂分离成氢离子和电子。电子通过隔膜在燃料电池堆外部移动时产生电能。氢离子穿过电解质膜并移向阴极，随后氢离子与大气供应的氧气以及电子结合生成水，生成的水被排放到外部。

燃料电池系统包括配置为调节向燃料电池堆供应的供给气和从燃料电池中释放的排放气的空气切断阀装置。所述空气切断阀装置包括通过电控制打开或关闭的阀瓣，以及通过该阀瓣打开或关闭的供给气流经的空气通道和/或排放气流经的空气通道。当由于空气切断阀装置故障或失灵导致阀瓣不能正常工作时，空气无法供应到燃料电池堆中。因此，燃料电池堆不能产生电能，并且驱动力不能供给给燃料电池汽车。

发明内容

本发明提供了一种空气切断阀装置，所述空气切断阀装置配置为向燃料电池堆供应最少的所需供给气和从燃料电池堆释放最少的所需排放气，即使在由于空气切断阀装置发生故障导致阀瓣不能正常工作时。本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，本发明所属领域的技术人员通过如下说明可以清楚理解本文未提到的其它技术问题。