[实用新型]一种车载燃料电池水管理系统

说明书

本实用新型属于燃料电池领域，公开了一种车载燃料电池水管理系统，包括供氢组件、第一气水分离器、电堆、第一排水阀、第二气水分离器、第二排水阀、排气阀和循环泵；第一气水分离器的入口与供氢组件的出口连接，第一气水分离器的出气口与电堆的氢气入口连接，第一气水分离器的出水口与第一排水阀连接；第二气水分离器的入口与电堆的氢气出口连接，第二气水分离器的第一出气口分别与排气阀及第一排水阀连接，第二气水分离器的第二出气口通过循环泵与第一气水分离器的入口连接，第二气水分离器的出水口与第二排水阀连接。本实用新型在不同工作条件下，配置不同的排水排气回路，防止电堆阳极加湿不足或加湿过量，提高燃料电池的性能。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，特别涉及一种车载燃料电池水管理系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是一种以氢气为燃料，以氧气为氧化剂的电化学发电装置。燃料电池中唯一的反应产物水在阴极由氢气和氧气在催化剂的作用下结合而成。

在燃料电池中，液态水的存在会导致气体在电极内和系统内各单元之间分布不均匀，这将导致燃料电池的性能下降，并造成系统内各单电池电压不一致。液态水过多或过少，对质子交换膜燃料电池都会带来负面影响。

目前，现有技术中，多采用单一气水分离器与循环装置串联构成循环回路的方式，将燃料电池阳极出口夹带液态水的剩余氢气经气水分离器分离出液态水，然后由循环装置送入电堆阳极入口。这种方式会使得由循环装置循环回电堆的氢气几乎处于饱和状态并仍夹带少量液态水滴，当与压力调节阀出口的低温干氢气混合时，高温高湿回流氢气将析出液态水，液态水进入电堆阳极而造成水淹，影响燃料电池的性能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种车载燃料电池水管理系统，在不同的工作条件下，选择不同的排水排气回路实现将循环氢气在低压氢气管路中由于冷凝形成的液态水通过辅助气水分离器分离，并将液态水排出或对氢气进行加湿，以防止电堆阳极加湿不足或加湿过量，提高电堆的性能。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种车载燃料电池水管理系统，包括供氢组件、第一气水分离器、电堆、第一排水阀、第二气水分离器、第二排水阀、排气阀和循环泵；

所述第一气水分离器的入口与所述供氢组件的出口管路连接，所述第一气水分离器的出气口与所述电堆的氢气入口管路连接，所述第一气水分离器的出水口与所述第一排水阀管路连接；

所述第二气水分离器的入口与所述电堆的氢气出口管路连接，所述第二气水分离器的第一出气口通过三通阀分别与所述排气阀及所述第一排水阀管路连接，所述第二气水分离器的第二出气口通过所述循环泵与所述第一气水分离器的入口管路连接，所述第二气水分离器的出水口与所述第二排水阀管路连接。

进一步优选地，还包括：

压力传感器，所述压力传感器设置在所述第一气水分离器与所述电堆连接的管路上。

进一步优选地，还包括：

泄压阀，所述第一气水分离器的出气口通过所述泄压阀与所述电堆的氢气入口管路连接；

混合器，所述泄压阀的泄压口与所述混合器管路连接，所述排气阀的出口和所述第二排水阀的出口分别与所述混合器管路连接。

进一步优选地，还包括：

温度传感器，所述温度传感器设置在所述第一气水分离器与所述电堆连接的管路上。

进一步优选地，所述供氢组件包括依次管路连接的高压供氢部件、进氢阀和压力调节阀；

所述压力调节阀的出口与所述第一气水分离器的入口管路连接。