[实用新型]一种燃料电池的供气系统及燃料电池系统

说明书

本实用新型属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池的供气系统及燃料电池系统。本实用新型包括过滤器、空压机、中冷器、增湿器和电堆，所述过滤器、空压机和中冷器通过供气管道依次连接，所述中冷器和所述增湿器之间设有直通管道，所述增湿器和所述电堆之间设有入管和出管，所述增湿器还设有连通大气的排放管道，所述排放管道设置有背压阀，所述中冷器还设有连通电堆的旁通管道和连通大气的泄压管道，所述旁通管道设置有旁通阀，所述泄压管道设置有泄压阀。本实用新型能够快速调节进入电堆的空气湿度，既能保证增湿器的增湿效果，又可以避免空压机发生喘振。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池的供气系统及燃料电池系统。

背景技术

现有的燃料电池系统中的空气回路，如图1所示，包括通过供气管道依次连接的过滤器、空压机、中冷器；中冷器的输出通过直通管道2连接增湿器，增湿器通过入管5和出管6分别连通电堆；增湿器与大气间设置有排放管道3，用于排放电堆反应剩余气体，排放管道3上设置有背压阀。

空气流过过滤器后，经过空压机的增压和中冷器的降温，就可以供给电堆。空气通过直通管道2经增湿器增加湿度后进入电堆,在电堆中进行反应后，产生的废气由出管6经增湿器、排放管道3排放到大气中。在直通管道2上设置调节阀21，通过调节调节阀21的开度，来调节进入电堆的湿空气的流量。通过增大调节阀21的开度，来增加进入电堆的空气的流量；通过减小调节阀21的开度，来减少电堆中空气的流量。

这种燃料电池系统中的空气回路存在以下的缺陷：

1)由于增湿器的本身的特性，当系统需要从高湿度切换到低湿度时，增湿器的湿度响应较慢，无法满足快速的瞬态工况的要求。

2)直通管道使用较粗的管道，同时额外使用了一个调节阀，造成系统成本较高。

3)燃料电池系统一般采用膜增湿器，增加进入增湿器的空气流量会降低增湿器的增湿效果，从而降低电堆性能；而减少空气流量则容易造成空压机发生喘振。

发明内容

本实用新型目的是：针对现有技术的不足，提供一种燃料电池的供气系统及燃料电池系统，能够快速调节进入电堆的空气湿度，既能保证增湿器的增湿效果，又可以避免空压机发生喘振。

具体地说，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一方面，本实用新型提供一种燃料电池的供气系统，包括过滤器、空压机、中冷器、增湿器和电堆，所述过滤器、空压机和中冷器通过供气管道依次连接，所述中冷器和所述增湿器之间设有直通管道，所述增湿器和所述电堆之间设有入管和出管，所述增湿器还设有连通大气的排放管道，所述排放管道设置有背压阀，所述中冷器还设有连通电堆的旁通管道和连通大气的泄压管道，所述旁通管道设置有旁通阀，所述泄压管道设置有泄压阀。

进一步的，所述旁通管道通过所述入管连通电堆。

进一步的，所述泄压管道与直通管道相连。

进一步的，所述泄压阀为旁通阀。

进一步的，所述泄压阀为三通阀，所述三通阀位于泄压管道与所述直通管道的连接处，包括供气端、增湿器端和泄压端，所述供气端和增湿器端分别连通所述中冷器和增湿器，所述泄压端连通大气。

进一步的，所述泄压管道通过排放管道连通大气。

另一方面，本实用新型还提供一种燃料电池系统，包括上述燃料电池的供气系统。

本实用新型的燃料电池的供气系统及燃料电池系统的有益效果如下：