[实用新型]一种燃料电池空气供给系统

说明书

本实用新型涉及一种燃料电池空气供给系统，该系统包括依次连通的空气过滤器、第一单向止回阀、空压机和中冷器，依次连通的第二单向止回阀、背压限流装置和消音器，以及增湿器；所述中冷器远离所述空压机的一端与所述增湿器的第一入口连通，所述第二单向止回阀远离所述背压限流装置的一端与所述增湿器的第二出口连通；所述增湿器的第一出口用于与燃料电池的电堆的空气入口连通，所述增湿器的第二入口用于与所述电堆的空气出口连通。本实用新型提供的技术方案可以降低成本，而且保证燃料电池安全、高效、正常、平稳地工作。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池空气供给系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种将燃料(氢气)和氧化剂(空气)的化学能转换为电能的装置。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，并且附加产物只有水，因此燃料电池具有能量转换效率高以及环境友好等特点。

在燃料电池系统中，由空气供给系统提供空气作为氧化剂以完成电化学反应，该空气供给系统对燃料电池电堆的电化学反应产生直接的影响。由于质子交换膜燃料电池电堆运行条件较为苛刻，其空气供给系统需要提供严格的可控的压强、温度、湿度和流量的空气进入电堆，以保证电堆高效运行工作。

但是，在空气供给系统中，对管路空气难以进行有效控制，例如，由于燃料电池工作工程中电堆内的空气压力比空压机入口压力高，在运行过程中或降载过程中，有可能会形成负压，易给电堆造成欠压，影响电堆正常工作。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种燃料电池空气供给系统。

本实用新型提供的一种燃料电池空气供给系统包括依次连通的空气过滤器、第一单向止回阀、空压机和中冷器，依次连通的第二单向止回阀、背压限流装置和消音器，以及增湿器；所述中冷器远离所述空压机的一端与所述增湿器的第一入口连通，所述第二单向止回阀远离所述背压限流装置的一端与所述增湿器的第二出口连通；所述增湿器的第一出口用于与燃料电池的电堆的空气入口连通，所述增湿器的第二入口用于与所述电堆的空气出口连通。

本实用新型提供的燃料电池空气供给系统的有益效果是，空气经空气过滤器过滤后，流向只能正向导通而无法反向导通的第一单向止回阀，可在因大变载的情况造成电堆内负压时，防止空气输入管路内的空气倒流现象，从而降低电堆欠气的风险。空压机用于提供压缩空气给电堆，由于空气被空压机压缩时，会因做功而使空气温度显著上升，为了保证合适温度和湿度的空气进入电堆，在空压机和电堆之间设置中冷器和增湿器，分别对待进入电堆的压缩空气进行冷却和加湿。从电堆空气出口流出的空气再次经过增湿器，随后流经只能正向导通而无法反向导通的第二单向止回阀，可在燃料电池停止工作时，防止外界污染气体进入电堆将其污染。位于第二单向止回阀下游的背压限流装置可通过限流的方式在空气输出管路内提供合适的背压，保证电堆可以平稳运行。消音器可减少因空压机产生的噪音。本系统结构简单，不仅可以降低设备成本，还可保证燃料电池的安全、高效、正常、平稳工作。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述第一单向止回阀用于使管路空气只能沿所述空气过滤器至所述空压机的方向流动。

采用上述进一步方案的有益效果是，在空气供给系统的输入管路内，空气只能沿从空气过滤器至空压机的方向流动，可在因大变载的情况造成电堆内负压时，防止空气输入管路内的空气倒流现象，从而降低电堆欠气的风险。

进一步，所述第二单向止回阀用于使管路空气只能沿所述增湿器至所述背压限流装置的方向流动。

采用上述进一步方案的有益效果是，在空气供给系统的输出管路内，空气只能沿从增湿器至背压限流装置的方向流动，可在燃料电池停止工作时，防止外界污染气体进入电堆将其污染，从而避免电堆“中毒”。