[发明专利]燃料电池系统

说明书

本发明提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括电堆、氢气供给系统以及气液分离器；所述氢气供给系统包括第一管路，所述第一管路与所述电堆阳极的入口连接；所述气液分离器的流体入口与所述电堆阳极的出口连接；所述第一管路包括吸热段，所述吸热段位于所述气液分离器处，所述第一管路内的氢气吸收所述气液分离器的热量。本发明提供的燃料电池系统利用气液分离器加热氢气，结构简单。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的装置，燃料可以为氢气。

燃料电池系统包括电堆以及空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统、气液分离器等。氢气供给系统与电堆阳极的入口连接以提供氢气，空气供给系统与电堆阴极入口连接，以提供氧气。氢气与氧气在电堆处发生反应生成电流。在电堆阳极侧出口处排出含有氢气的混合流体，混合流体进入气液分离器，并分离出氢气和水，氢气导入氢气供给系统重复利用。

氢气供给系统中的氢气温度较低，而从电堆阳极侧排出的氢气温度高，两部分氢气混合时，会造成氢气中的水汽凝结为液态水，液态水进入电堆会损伤电堆。因此，常在氢气供给系统中的注氢管路上设置热交换器，以提高注氢管路内的氢气温度。热交换器内设有氢气流道和供换热介质流通的流道。

通过设置热交换器提高注氢管路中氢气温度的方式，会导致燃料电池系统结构复杂。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种燃料电池系统，通过气液分离器加热氢气，防止液体水进入电堆，结构简单。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种燃料电池系统，其包括：电堆、氢气供给系统以及气液分离器；所述氢气供给系统包括第一管路，所述第一管路与所述电堆阳极的入口连接；所述气液分离器的流体入口与所述电堆阳极的出口连接；所述第一管路包括吸热段，所述吸热段位于所述气液分离器处，所述第一管路内的氢气吸收所述气液分离器的热量。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述吸热段围设在所述气液分离器至少部分外壁的外侧。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述气液分离器包括圆柱状的壳体，所述吸热段沿所述壳体的轴向螺旋盘绕，使得吸热段围设在圆柱状壳体周向的外侧，覆盖面积大，换热效率高。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述吸热段入口与所述流体入口位于所述壳体的同一端。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述氢气供给系统还包括氢喷阀，所述氢喷阀设置在所述第一管路上。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池系统还包括第二管路，所述第二管路第一端与所述气液分离器的排气口连通，所述第二管路第二端与所述第一管路连通。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述第二管路上还设有循环泵，便于气液分离器分离出的氢气在第二管路内流动。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池系统还包括引射器，所述引射器设置在所述第一管路上，所述引射器位于所述氢喷阀与所述电堆之间，所述第二管路第二端与所述引射器连接。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述电堆包括多个堆叠设置的单体电池，所述单体电池包括膜电极组件和两个极板，两个所述极板设置在所述膜电极组件的两侧；其中一个所述极板靠近所述膜电极组件的侧面设有供氢气流通的第一流道，所述第一管路与所述第一流道的入口连通，所述气液分离器的流体入口与所述第一流道的出口连通。

如上所述的燃料电池系统，其中，所述膜电极组件包括：质子交换膜以及催化层、扩散层；所述催化层的个数为两个，并分别贴合在所述质子交换膜的两侧面上；所述扩散层的个数为两个，并分别贴合在两个所述催化层的外侧面上。