[实用新型]一种燃料电池阴极湿度调节装置

说明书

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池阴极湿度调节装置，包括进气模块、增湿模块和混合模块，所述增湿模块内部集成有连通进气模块与混合模块的主路气道及旁路气道，所述主路气道内部穿设有供主路气体流通的中空纤维膜，所述中空纤维膜的外侧与增湿模块侧部分别设置的湿气入口和湿气出口连通；所述混合模块内部对应设置主路气体腔室、旁路气体腔室及用于两腔室气体混合比例调节的阀体，所述阀体与混合模块侧部设置的混合气出口连通。本实用新型的目的在于提供一种可自由调节进气湿度，且维持进气温度稳定的燃料电池阴极湿度调节装置。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池阴极湿度调节装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池反应中各个工况点的阴极进气温度和湿度对其反应效率和反应程度有决定性的作用，合适的稳定的进气温度和湿度是保证燃料电池反应堆稳定运行的关键。

目前的大功率燃料电池电堆通过在各个工况点设置增湿器以增加阴极进气湿度，但存有如下问题：1）固定式设置的增湿器无法自由调节进气湿度；2）采用简单的旁路调节湿度会由于干气旁路温度与干气出口温度不同，最终的混合气温度由于两种气体混合比不同导致最终出气温度的不确定，难以保持理想的电堆进气温度。

此外，当电堆关机储存时，在消耗完阴极氧气后阳极仍然保留一部分氢气防止催化剂在储存过程中的氧化，此状态的保持需要隔绝阴极氧气的进入。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可自由调节进气湿度，且维持进气温度稳定的燃料电池阴极湿度调节装置。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种燃料电池阴极湿度调节装置，包括进气模块、增湿模块和混合模块，所述增湿模块内部集成有连通进气模块与混合模块的主路气道及旁路气道，所述主路气道内部穿设有供主路气体流通的中空纤维膜，所述中空纤维膜的外侧与增湿模块侧部分别设置的湿气入口和湿气出口连通；所述混合模块内部对应设置主路气体腔室、旁路气体腔室及用于两腔室气体混合比例调节的阀体，所述阀体与混合模块侧部设置的混合气出口连通。

作为优选的，所述主路气道为多条，且任意主路气道内均布有若干中空纤维膜。

作为优选的，所述旁路气道为多条。

作为优选的，所述阀体具有连通主路气体腔室的分支路A，连通旁路气体腔室的分支路B及连通混合气出口的分支路C，所述阀体内部设置流量调节件，所述流量调节件可转动的使得分支路B的通道部分或者全部关闭，分支路C的通道部分全部开启或全部关闭。

作为优选的，所述阀体通过电机驱动。

作为优选的，所述进气模块、增湿模块和混合模块相对面的周缘上均布设置用于紧固的螺纹孔。

作为优选的，所述进气模块远离进气口的侧面朝向增湿模块侧倾斜。

本实用新型采用上述技术方案，至少具有如下的有益效果：1）通过混合模块内部设置的用于进气混合比例调节的阀体，可自由调节燃料电池阴极进气湿度，以维持电堆工作在最佳状态；2）通过增湿模块内部集成的主路气道与旁路气道，使得旁路气道与湿气换热后的温度接近主路气道排出气体温度，最终混合气温度在不同配比下可以保持恒定的温度，且更接近电堆出口湿气的温度，使电堆运行稳定，且反应效率及反应程度均有提升；3）通过与混合气出口连通的阀体，当电堆停机后，可以通过关闭阀体以隔绝电堆阴极与外界的空气交换，降低催化层氧化失效速度；4）混合模块和增湿模块的集成大大减少了阴极管道和接头的用量，减少了系统附件体积和重量，提高了系统可靠性。

附图说明