[实用新型]一种利用分子筛的燃料电池阴极处理系统及燃料电池系统、车辆

说明书

本实用新型涉及燃料电池领域，具体涉及一种利用分子筛的燃料电池阴极处理系统及燃料电池系统、车辆，包括与燃料电池电堆的阴极室入口连接的空气进气管路，所述空气进气管路上设置有空滤、分子筛及空压机，所述分子筛设置在空滤及空压机之间，所述分子筛还与氮气脱附管路连接。通过在空压机及空滤之间设置分子筛，实现利用分子筛吸附空气中的氮气，使氮气从混合气体中分离被吸附到分子筛，提升进入电堆中空气的氧气浓度，从而提高电堆的性能；另外，被吸附在分子筛的氮气还能够通过调节压力被脱附，脱附的氮气能够直接用于电堆的吹扫，降低吹扫后的氧气残留，避免残留氧气对电堆造成的损害。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，具体涉及一种利用分子筛的燃料电池阴极处理系统及燃料电池系统、车辆。

背景技术

氧气是燃料电池的重要反应原料，现有燃料电池系统技术仅利用环境空气作为原料，并不对其进行任何成分处理，现有技术的空气系统由空滤、空压机、中冷器、增湿器组成，并配有节气门和三通阀等调节气体压力，氧气的浓度只能由空气流量中的氧气浓度决定，无法调节。由于氧气浓度的提高可以提高电堆性能，而自然环境中的空气氧含量太低，燃料电池入堆氧气浓度无法提高，限制了电堆的发电功率；另外，在吹扫电堆时，现有技术电堆的吹扫模式采用空气吹扫，吹扫后会有空气中的氧气残留，而氧气残留则会对电堆造成损害；上述方法均不利于提高系统效率和可靠性。而现有技术中尚没有能够较好的解决燃料电池系统调节空气中氧浓度的技术方案。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本实用新型实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种利用分子筛的燃料电池阴极处理系统及燃料电池系统、车辆，利用分子筛分离技术解决了燃料电池阴极中氧含量对电堆的限制问题。

作为本实用新型实施例的一个方面，提供了一种利用分子筛的燃料电池阴极处理系统，所述燃料电池阴极处理系统包括，包括与燃料电池电堆的阴极室入口连接的空气进气管路，所述空气进气管路上设置有空滤、分子筛及空压机，所述分子筛设置在空滤及空压机之间，所述分子筛还与氮气脱附管路连接。

进一步地，所述氮气脱附管路包括氮气吹扫支路，所述氮气吹扫支路的两端分别与分子筛及燃料电池电堆的阴极室入口相连通。

进一步地，所述燃料电池阴极处理系统还包括空气补充路，所述空气补充路与空气进气管路的连通口设置在分子筛与空压机之间。

进一步地，所述分子筛至少包括第一分子筛及第二分子筛，所述第一分子筛与第二分子筛并联。

进一步地，所述氮气脱附管路还包括氮气排出支路，所述氮气排出支路与大气相连通，所述氮气排出支路上设置有三通阀。

进一步地，所述空气补充路的进气口与空滤相连通，所述空气补充路与空气进气管路的连通口处设置三通阀。

进一步地，所述第一分子筛及第二分子筛分别与氮气脱附管路及空压机阀门之间设置阀门。

进一步地，第一分子筛与空压机连通时，第二分子筛与氮气脱附管路连通；第二分子筛与空压机连通时，第一分子筛与氮气脱附管路连通。

作为本实用新型实施例的又一个方面，提供了一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆，所述燃料电池电堆的阴极室入口与上述任意一实施例所述的利用分子筛的燃料电池阴极处理系统的空气进气管路相连通。

作为本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种车辆，所述车辆包括如上任意实施例所述的燃料电池系统。

本实用新型实施例能够至少部分实现如下技术效果：

本实用新型通过在空压机及空滤之间设置分子筛，从而实现利用分子筛吸附空气中的氮气，使氮气从混合气体中分离被吸附到分子筛，提升进入电堆中空气的氧气浓度，从而提高电堆的性能；而且被吸附在分子筛的氮气还能够通过调节压力被脱附，脱附的氮气能够直接用于电堆的吹扫，降低吹扫后的氧气残留，避免残留氧气对电堆造成的损害。