[发明专利]一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成结构

说明书

一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成系统，由水路过滤组件、氢气自换热加氢路缓冲组件、氢出分水组件、氢入集成阀组件、电堆组件和空气路控制组件组成；电堆组件包括电堆和集成端板，集成端板上设有空气入出口、氢气入出口和冷却水入出口，水路过滤组件、氢气自换热加氢路缓冲组件、氢出分水组件、氢入集成阀组件和空气路控制组件分别与集成端板上的空气入出口、氢气入出口和冷却水入出口相连。有益效果是：系统冷却水洁净；氢入温度和流体稳定，低温启动能力增强；流出的氢气湿度降低；氢气压力实时可调；实现了燃料电池系统各零部件高集成装配，提高空间利用率，增加了系统的适应性。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池。

背景技术

质子交换膜燃料电池作为汽车动力，要适用不同的车型，要适应不同的功率要求，因此对燃料电池发动机的要求很高，对燃料电池发动机零部件和整体尺寸都提出更高的要求。现有质子交换膜燃料电池发动机都是分散零件组装的，体积较大，不能适应各种汽车的需求。现有技术中有以下专利技术公开了解决体积较大问题的几种技术方案：

专利号为CN108183246A的专利技术公开了一种提升燃料电池模块的比功率的方法，使用单一连接分配板将多个电池堆组合起来，减小了电池的供气系统；

专利号为CN208522042U的专利技术公开了一种集成燃料电池端板，端板上集成了空气进气组件、空气排气组件、氢气进气组件、氢气排气组件、水路进出口组件，氢气进气口组件包括氢进电磁阀、压力传感器，所述氢进电磁阀通过连接通道连接氢气引射器，所述氢气引射器通过连接通道连接电池堆，所述空气进气组件包括压力传感器、温度传感器，该发明缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低了系统成本；

专利号为CN105591119的专利技术公开了一种用于燃料电池的端板，端板的一侧包括发热器接触区域，该发热器接触区域被设定成使得发热器接触该发热器接触区域，端板另一侧包括冷却介质流路和至少一个流路肋部，该设计使得电池端板具备了加热、换热的功能。

现有技术的不足是，虽然以上技术有的改善了供气、排气管路的连接方式，有的在端板上集合了电磁阀、压力传感器、温度传感器，有的通过端板起到换热的作用。但是，质子交换膜燃料电池端板的集成度不高，电池系统的体积还有继续缩小的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种对反应气和水具有分配功能的燃料电池集成结构,解决现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成系统，包括水路过滤组件、氢气自换热加氢路缓冲组件、氢出分水组件、氢入集成阀组件、电堆组件和空气路控制组件，电堆组件包括电堆和集成端板，集成端板上设有缓冲换热区、空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却水入口和冷却水出口，其特征在于：

所述水路过滤组件包括滤芯、滤芯封装外壳、密封件和导流固定组件；所述滤芯封装外壳是圆筒，圆筒上端开口，下端收缩口，所述滤芯是多孔层材料滤芯，滤芯为圆柱形，滤芯安装在滤芯封装外壳内，与滤芯封装外壳紧密配合，所述导流固定组件是方形壳体，方形壳体的四个侧面带有凹槽，一个侧面上设有与滤芯封装外壳上端开口配合的接口，接口通过密封件与滤芯封装外壳上端开口密封连接，方形壳体的一端封闭，另一端是开口端盖，开口端盖设有导流固定组件螺钉孔，开口端盖的开口位于开口端盖中心处，开口是导流孔，导流孔与集成端板上的冷却水入口通过导流固定组件螺钉孔内的螺钉密封连接，滤芯封装外壳下端收缩口与冷却水泵连接，由冷却水泵供水；