[实用新型]一种大功率燃料电池空气回流系统

说明书

本实用新型提供一种大功率燃料电池空气回流系统，包括燃料电池电堆、空气滤清器、空压机、中冷器、空气回流泵、空气分水器、消声器和控制单元；所述空气滤清器、所述空压机与所述中冷器依次通过胶管连接；所述中冷器分别连接至所述燃料电池电堆入口和所述消声器，所述消声器连接至氢空混合室；所述燃料电池电堆的出口处设置所述空气分水器，所述空气分水器分别连接至所述空气回流泵和所述氢空混合室，所述空气回流泵的出口连接至所述所述燃料电池电堆的入口；所述控制单元与所述空气回流泵电连接。本实用新型通过引入空气回流模块，提高了系统的功率性能，增加系统的适应性，尤其系统在高功率运行工况效果更为明显，适用于车载、试验室环境。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，具体而言，尤其涉及一种大功率燃料电池空气回流系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)是一种能量转化率高、清洁的发电设备，它将燃料剂与氧化剂的化学能转换为电能。核心零部件是膜电极(Membrane Electrode Assembly,简称MEA)。质子交换膜燃料电池膜内的水状态与电堆工作性能密切相关，冷却水的温度和流量控制，对于系统性能有直接的影响。质子交换膜过干、过湿都会影响系统的功率输出。在系统高功率状态运行时，空气的需求量直接影响系统的性能输出，空气循环能够有效的提高经济性。目前现有技术采供提高空压机的功率，增加空气的输入量，现在的方法提高空压机的性能经济性不高，技术难度增加，同时系统功耗也会增加。

实用新型内容

本申请提供了一种大功率燃料电池空气回流系统，加强进入电堆空气流量的控制，空气管路内的湿度管理，在电堆高电密运行时补充空气的进气量，提高系统的效率，实现空气充分循环。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种大功率燃料电池空气回流系统，包括燃料电池电堆、空气滤清器、空压机、中冷器、空气回流泵、空气分水器、消声器和控制单元；

所述空气滤清器、所述空压机与所述中冷器依次通过胶管连接，所述空气滤清器与所述空压机之间设置有空气流量计；所述中冷器分别连接至所述燃料电池电堆入口和所述消声器，所述中冷器与所述消声器之间设置节气门，所述消声器连接至氢空混合室；

所述燃料电池电堆的出口处设置所述空气分水器，所述空气分水器分别连接至所述空气回流泵和所述氢空混合室，所述空气回流泵的出口连接至所述所述燃料电池电堆的入口；所述空气分水器与所述氢空混合室之间设置电磁阀；

所述控制单元与所述空气回流泵电连接，通过控制所述空气回流泵的转速进而控制空气的回流量。

进一步地，所述燃料电池电堆的入口和出口均设置有温度传感器和压力传感器，用于实时监测电堆入口和电堆出口的空气温度和压力；所述所述控制单元根据所述燃料电池电堆入口处的所述压力传感器检测到的压力信号控制所述空气回流泵的转速进而控制空气的回流量。

进一步地，所述空气回流泵的出口处设置空气湿度计。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的大功率燃料电池空气回流系统，引入了空气回流模块，提高了系统的功率性能，增加系统的适应性，尤其系统在高功率运行工况效果更为明显，适用于车载、试验室环境。

2、本实用新型提供的大功率燃料电池空气回流系统，在低电密运行时，空气进气量可以通过旁通管路，保证电堆入口合理的进气量，使电堆在理想的气体条件下工作；在高电密运行时，需要更多的空气进气量，可以通过空气回流来补充，系统具有更高的经济性。

3、本实用新型提供的大功率燃料电池空气回流系统，回流量通过回流泵精确控制，空气分水器设置电磁阀，能够对尾排空气进行调节。