[发明专利]一种用于多堆燃料电池系统的供氢集成装置

说明书

本发明提供一种用于多堆燃料电池系统的供氢集成装置，包括共轨供氢单元、氢气共轨循环单元、气瓶组合阀、供氢集成阀、氢气源组件、加氢单元及排空单元，气瓶组合阀包括依次连接的第一阻火器、第一过滤器、第一截止电磁阀、一级减压阀、与一级减压阀相连接的第一氢瓶安全阀及加氢单向阀；供氢集成阀包括依次连接的第二阻火器、第二过滤器、第二截止电磁阀、二级减压阀、及与二级减压阀相连接的第二氢瓶安全阀，第二阻火器与气瓶组合阀的一级减压阀相连接，二级减压阀与共轨供氢单元相连接；氢气源组件与气瓶组合阀的第一阻火器相连接；加氢单元与气瓶组合阀的加氢单向阀相连接。本供氢集成装置集成化程度更高、占用空间更小、结构更加简化。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种用于多堆燃料电池系统的供氢集成装置。

背景技术

氢燃料电池具有零排放、加氢速度快和供电能力强等优势，近年来使用十分广泛。由于其在成本及功率方面的限制，氢燃料电池通常以单电堆的方式出现，绝大部分都被应用于新一代燃料汽车动力源，且已被世界各大国视为战略产品，各大汽车公司都在致力燃料电池的研究及应用。

面对更大电功率需求的应用场景时，普通单堆燃料电池其电压及功率满足不了实际需要，目前有两种技术路线可以提高电堆功率，分别是1)研发、设计、生产、制造更高功率等级的电堆及其零部件，并为其匹配相应的子系统；2)并联两套及以上的燃料电池系统，为各电堆都配备一套已有技术的子系统。其中方案1)的研发制造周期较长且投入成本极其高昂，对于燃料电池技术应用的快速推广十分不利；方案2)仅仅是两套及以上的多套完整燃料电池系统的并联工作，其本质是一种电气组合，故其零部件较多，特别是分别用于给多套燃料电池系统供给氢气的多套供氢装置，集成化低，成本高昂，占空间较大。

在多堆燃料电池系统中，为了使各电堆功率输出满足拉载需求，需要氢气子系统将适量的氢气稳定有效地提供给各反应电堆阳极。常规的电堆氢气工作流道多采用二级减压阀来稳压，加以氢气循环泵或引射器来循环未反应的氢气，提高氢气利用率。控制不当容易造成低负荷区间氢气供应过量，导致氢气浪费；高负荷区间系统总体效率降低；若氢气供应不足，并导致阳极流道发生欠气故障，将严重影响电堆的寿命及电功率输出性能。

因此，在设计一套适用于多套并联电堆的集成化氢气子系统时，应尽可能集成化，减少泄漏点，减少空间占用量，并保证在全工况下氢气子系统的安全性；在各电堆拉载不同电流时，还需保证各阳极流道氢气的适量供应。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种集成化程度更高、占用空间更小、结构更加简化的用于多堆燃料电池系统的供氢集成装置。

为实现上述目的，本发明提供一种用于多堆燃料电池系统的供氢集成装置，包括：

共轨供氢单元，与多堆燃料电池系统的全部电堆的阳极相连接；

氢气共轨循环单元，与多堆燃料电池系统的全部电堆的阳极相连接、且与共轨供氢单元相连接；

气瓶组合阀，包括依次连接的第一阻火器、第一过滤器、第一截止电磁阀、一级减压阀，且所述气瓶组合阀还包括与一级减压阀相连接的第一氢瓶安全阀和加氢单向阀，所述加氢单向阀与连接于第一过滤器和第一截止电磁阀之间的管路相连接；

供氢集成阀，包括依次连接的第二阻火器、第二过滤器、第二截止电磁阀、二级减压阀，所述供氢集成阀还包括与二级减压阀相连接的第二氢瓶安全阀，所述第二阻火器与气瓶组合阀的一级减压阀相连接，所述二级减压阀与共轨供氢单元相连接；

氢气源组件，与气瓶组合阀的第一阻火器相连接；

加氢单元，与气瓶组合阀的加氢单向阀相连接；

排空单元，与氢气源组件、第一阻火器、第一氢瓶安全阀及第二氢瓶安全阀相连接。