[发明专利]一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置

说明书

本发明公开了一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，包括用于封装燃料电池电堆的封装外壳；分别与所述封装外壳的吹扫入口和吹扫出口相连通的第一吹扫管和第二吹扫管；所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口处设置有氢气浓度传感器；依次串联在空气运输主路管上的空压机、中冷器和加湿器；所述第一吹扫管连通所述中冷器与所述加湿器之间的空气运输主路管。本发明提供的电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，通过从空气运输主管路上分出一支管路到壳体进行吹扫，并将壳体另一侧的排气口连接到燃料电池系统的主排气口排向外部环境，降低了燃料电池系统的成本，提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置。

背景技术

质子交换膜氢燃料电池具有高效、低温高功率密度、快速启动和零排放等显著特点，已被广泛应用到燃料电池汽车中。为了使燃料电池系统结构紧凑，方便维护，通常将电堆封装在壳体内，使其壳体达到IP67的防护等级。但是，由于氢气渗透性很强，即使将燃料电池电堆封装在壳体内部，也会有微量的氢渗透进去，且电堆一旦出现泄漏，便会有大量氢气泄漏到密封的壳体内部，从而发生化学反应，严重时甚至发生爆炸，十分危险。

为了解决壳体内部会聚集氢气的情况，在燃料电池系统工作中需要不停的为封装在壳体内部的电堆通风。现有技术中，通常采用在壳体内部或者外部安置风机为壳体内部电堆供风，或者采用主空压机空气管路串联电堆封装壳体通风。前者的缺点是需要为燃料电池系统独立配置风机供风，且需增加一个电源为风机供电，从而导致燃料电池系统的成本增加，且可靠性降低；后者的缺点是如果壳体内部出现泄漏，燃料电池空气运输系统会将氢气混入其中，使得混有氢气的空气和氢气在电堆内发生电化学反应，进一步影响电堆性能，并存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，通过从氧气运输主管路上分出一支管路到壳体进行吹扫，并将壳体另一侧的排气口连接到燃料电池系统的主排气口排向外部环境，降低了燃料电池系统的成本，提高了系统的可靠性。

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，包括：

用于封装燃料电池电堆的封装外壳；

分别与所述封装外壳的吹扫入口和吹扫出口相连通的第一吹扫管和第二吹扫管；所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口处设置有氢气浓度传感器；

依次串联在空气运输主路管上的空压机、中冷器和加湿器；所述第一吹扫管连通所述中冷器与所述加湿器之间的空气运输主路管。

进一步地，所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，具体为：所述吹扫入口设置在所述封装外壳一侧的中心位置，所述吹扫出口设置在与所述封装外壳一侧相对侧的边角位置。

进一步地，所述吹扫入口设有含多个网格的气流分布板，用于将一束气流分散为多束。

进一步地，所述第二吹扫管的出口与第一尾排空气管连通。

进一步地，所述加湿器设有四个接口，分别与第二尾排空气管、电堆空气管出口、电堆空气管入口及所述第一吹扫管的入口接通。

进一步地，所述封装外壳材质为铝合金或钢材。

进一步地，所述空气运输主管路、所述第一吹扫管及所述第二吹扫管的材质为硅胶管、不锈钢管或橡胶管。

进一步地，所述第一尾排空气管及所述第二尾排空气管的材质为硅胶管、不锈钢管或橡胶管。

进一步地，所述燃料电池电堆的材料为石墨堆或金属堆。