[发明专利]一种氢燃料电池的供气方法、氢燃料电池与发动机

说明书

本发明涉及燃料电池领域，公开一种氢燃料电池的供气方法、氢燃料电池与发动机。氢燃料电池供气方法为设置多个输出功率依次减小的电堆组件，使气体按输出功率减小的顺序流经多个电堆组件，从前一电堆组件流入后一电堆组件的气体的量不少于后一电堆组件反应所需的气体的量。氢燃料电池包括供气系统与多个输出功率依次减小的电堆组件，气体按输出功率减小的顺序流经多个电堆组件，从前一电堆组件流入后一电堆组件的气体的量不少于后一电堆组件反应所需的气体的量。发动机包括氢燃料电池。该供气方法中使大输出功率电堆组件剩余气体流入小输出功率电堆组件，提高气体循环利用率。该氢燃料电池气体循环利用率高。该发动机的电池中气体循环利用率高。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池的供气方法、氢燃料电池与发动机。

背景技术

与传统电池相比，氢燃料电池依托外部燃料供给，其工作特性更接近于内燃机引擎。而与内燃机相比，氢燃料电池的能量转化效率可达到60％以上，为内燃机的2至3倍。并且氢燃料电池使用氢气作为燃料，其反应产物为水，不会产生含碳氮的氧化物等污染性气体。因此，氢燃料电池技术在汽车动力系统中得到了越来越广泛的应用。氢燃料电池中通常会设置多个电堆组件，以增大电池的输出功率。氢燃料电池反应时需要向电堆组件中通入氢气与空气作为原料。目前通常是所有电堆共用一个供气系统，设置多根分配管将气体分流流入各电堆组件中。但这种供气方式的气体循环利用率较低，寄生功率高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种氢燃料电池的供气方法、氢燃料电池与发动机，该供气方法中，使各电堆组件的输出功率依次减小，将大输出功率的电堆组件中剩余的气体流入小输出功率的电堆组件中继续反应，从而提高气体循环利用率。该氢燃料电池的气体循环利用率较高。该发动机的电池中气体循环利用率较高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种氢燃料电池的供气方法，设置多个输出功率依次减小的电堆组件，使气体按输出功率减小的顺序依次流经多个所述电堆组件，且从前一个所述电堆组件流入后一个所述电堆组件的气体的量不少于后一个所述电堆组件反应所需的气体的量。

作为上述技术方案的改进，设置第一电堆组件、第二电堆组件与供气系统，使所述供气系统包括气体循环部，使所述气体循环部包括第一供气管、第二供气管、第三供气管、第四供气管、第五供气管、第一三通阀、第二三通阀、第一单向阀、第二单向阀及气体回流装置；

使所述第一供气管的两端分别与所述气体循环部的始端、所述第一电堆组件的入口相连，使所述第二供气管的两端分别与所述第一电堆组件的出口、所述第二电堆组件的入口相连，使所述第三供气管的两端分别与所述第一供气管、所述第二供气管相连，使所述第四供气管的两端分别与所述第二电堆组件的出口、所述气体循环部的末端相连，使所述第五供气管的两端分别与所述第二供气管、所述第四供气管相连；

将所述气体回流装置设于所述气体循环部的始端与所述气体循环部的末端之间，从所述气体循环部的末端流出的气体能够通过所述气体回流装置流入所述气体循环部的始端；

使所述第一三通阀位于所述第一供气管与所述第三供气管的连接处，使所述第二三通阀位于所述第二供气管与所述第五供气管的连接处；

使所述第一单向阀位于所述第三供气管、所述第二供气管的连接处与所述第二三通阀之间，使所述第二单向阀位于所述第二电堆组件的出口与所述气体循环部的末端之间。

作为上述技术方案的进一步改进，设置第三电堆组件，使所述第二供气管包括第六供气管与第七供气管，使所述供气系统还包括第八供气管、第九供气管、第三三通阀、第三单向阀、第一关断阀、第二关断阀及第三关断阀；