[发明专利]一种燃料电池用增湿罐

说明书

本发明公开了一种燃料电池用增湿罐，其包括罐体，罐体内顶部设有出气口，罐体底部设有进气口，罐体内设有液位调节组件和水温调节组件，液位调节组件和水温调节组件均与上位机连接，液位调节组件和水温调节组件分别用于调节罐体内的水的液位和温度；罐体内设有若干隔离板，隔离板的底面倾斜设置，隔离板用于加大气泡在罐体内的行程。本发明的燃料电池用增湿罐运用鼓泡法对反应气体进行增湿，增湿气体的行程由原先的直线型改为曲线型，行程增加，增湿效果增强。通过设置液位调节组件和水温调节组件，可以调节罐体内的水的液位和温度，从而实现对增湿罐的增湿效果的调节。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池用增湿罐。

背景技术

燃料电池汽车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作。它具有零污染，零排放的显著特征。同时，相较于纯电动汽车，它又能克服续航里程短，充电时间长的缺点。因此，氢燃料电池汽车是未来汽车发展的趋势之一。

根据电解质种类的不同，燃料电池可以分为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、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)及直接甲醇燃料电池(DMFC)等。其中，质子交换膜燃料电池运用最广泛。

专利【201310684259.8】指出，质子交换膜燃料电池中的核心部件是膜电极(MEA)，膜电极中的膜的作用是传导质子、阻隔阴阳极气体。由于膜传导质子需要水的参与，一般采用对反应气预增湿方法，保证膜处于良好的水合状态。质子交换膜燃料电池中反应气增湿方法包括喷淋增湿、渗透膜增湿、焓轮增湿、鼓泡增湿等，其中鼓泡增湿法由于其所用设备简单、工艺简便、成本低廉等特点，在实验室燃料电池测试平台中较为常见。

专利【201310684259.8】指出，鼓泡增湿法示意图如图1所示。在燃料电池运行前，首先往增湿器中添加合适的水量，电池运行时反应气自下而上进入增湿器，以鼓泡的方式得到润湿，然后再通入燃料电池发生电化学反应。

通过调节气体流量、水温、增湿灌水位的液面高度以及气泡大小可改变加湿的程度。气体流量与燃料电池堆的功率以及工况有关，为定量值。气泡大小可以通过增加多孔物质，如玻璃珠，用于分散增湿器内的气泡，增大水的蒸发表面积，便于反应气更好的润湿，为定量值。水温以及液面高度为变量。

露点温度是表示气体湿度的一个物理量，是指气体在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度，即刚要形成水汽凝结时的温度。为了降低燃料电池电堆的内阻，通常反应气体的湿度要达到75℃～80℃的露点温度。特别地，针对大功率燃料电池堆以及满负载的工况，反应气体流量很大，增湿罐的增湿效果很差。

在不改变增湿方法的前提下，为满足大功率燃料电池堆及满功率负载情况下对反应气体湿度的要求，较为常用的方法是通过增加增湿灌的长度从而增加反应气体的增湿行程，从而达到提高增湿灌增湿能力。然而，这样会导致增湿罐尺寸很大，从而影响整个燃料电池发动机或者测试设备的尺寸。

现有的增湿罐增湿效果差，已不能满足燃料电池行业不断发展的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种不需增大增湿罐纵向高度尺寸，通过增加气泡的横向运动，从而增加气泡的增湿行程，显著提升增加能力的燃料电池用增湿罐。其采用如下技术方案：

一种燃料电池用增湿罐，包括罐体，所述罐体内顶部设有出气口，所述罐体底部设有进气口，所述罐体内设有液位调节组件和水温调节组件，所述液位调节组件和水温调节组件均与上位机连接，所述液位调节组件和水温调节组件分别用于调节罐体内的水的液位和温度；

所述罐体内设有若干隔离板，所述隔离板的底面倾斜设置，所述隔离板用于加大气泡在罐体内的行程。