[实用新型]一种防喘振空气系统

说明书

本实用新型提供了一种防喘振空气系统，包括电堆、进气组件、排气管和循环管路组件，进气组件包括第一进气部件、空压机和第二进气部件，循环管路组件包括第一管路、常开阀、第二管路、单向阀和第三管路，空压机的进气端通过第一进气部件与外部大气连通，空压机的出气端与第二进气部件的进气端连通，第二进气部件的出气端与电堆的空气进气口连通，排气管与电堆的空气出口连通，常开阀通过第一管路与排气管连通，单向阀的入口通过第二管路与常开阀连通，单向阀的出口通过第三管路与第二进气部件的进气端连通。其优点在于：能够在电堆正常运行及故障紧急停机时避免空压机喘振，提高空压机的寿命；常开阀开度能够调整，控制灵活，同时降低系统功耗。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池车辆领域，具体而言，涉及一种防喘振空气系统。

背景技术

氢燃料电池是一种将氢与氧反应产生的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置，具有发电效率高，环境污染小等优点，因此被广泛应用于汽车领域。组成燃料电池发动机的子系统主要是电堆，进气系统，进氢系统和冷却系统。燃料电池运行时需要氢气空气反应产生电能，空气的提供时靠空压机提供空气供应一定的空气流量。燃料电池系统在运行过程中及故障停机时，空压机有时会出现喘振现象。

喘振是指当空压机流量减小到最小值时其出口压力会突然下降，造成下游管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少,管道中介质又产生倒流，如此周而复始的现象。喘振会破坏空压机内部介质的流动规律性,产生机械噪声，同时引起工作部件的强烈振动，加速空压机内轴承和密封及叶轮的损坏，影响燃料电池系统的正常运行。

现有的燃料电池空气系统防止空压机喘振的方法只针对空压机正常运行情况下的喘振，而且采用的是直接开断电磁阀进行排气的方法。这种方法的缺点在于会降低电堆的输出功率，且无法在故障紧急停机情况下防止发生喘振。

综上所述，需要提供一种防喘振空气系统，其能够克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种防喘振空气系统，其能够克服现有技术的缺陷。本实用新型的实用新型目的通过以下技术方案得以实现。

本实用新型的一个实施方式提供了一种防喘振空气系统,其中所述防喘振空气系统包括电堆、进气组件、排气管和循环管路组件，进气组件包括第一进气部件、空压机和第二进气部件，循环管路组件包括第一管路、常开阀、第二管路、单向阀和第三管路，空压机的进气端通过第一进气部件与外部大气连通，空压机的出气端与第二进气部件的进气端连通，第二进气部件的出气端与电堆的空气进气口连通，排气管与电堆的空气出口连通，单向阀的入口通过第三管路与第二进气部件的进气端连通，单向阀的出口通过第二管路与常开阀连通，常开阀通过第一管路与排气管连通。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述第一进气部件包括第四管路、空气过滤器、第五管路、流量计和第六管路，所述空气过滤器通过第四管路与外部大气连通，流量计通过第五管路与空气过滤器连通，空压机的进气端通过第六管路与流量计连通。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述第二进气部件包括第七管路、中冷器和第八管路，所述中冷器通过第七管路与空压机的出气端连通，第七管路还与第一管路连通，电堆的空气进气口通过第八管路与中冷器连通。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中所述常开阀的开度根据空压机的性能曲线标定。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的防喘振空气系统，其中当电堆需要的入堆空气流量高于空压机喘振线流量时，常开阀开度设定为0％；当电堆需要的入堆空气流量低于空压机喘振线流量时，常开阀根据事先的标定值设定其开度。