[实用新型]一种燃料电池空气系统及发动机

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池空气系统及发动机，燃料电池空气系统，包括空压机、中冷器、加湿器、三通阀和电堆；空压机的出口分别与中冷器的入口及三通阀的第一入口连通，中冷器的出口与加湿器的干侧入口连通，加湿器的干侧出口与三通阀的第二入口连通，三通阀的出口与电堆的空气入口连通，电堆的尾气出口与加湿器的湿侧入口连通；当电堆正常发电时，三通阀的第二入口与三通阀的出口连通；当电堆关机，且燃料电池空气系统所处外界环境的温度低于0℃时，三通阀的第一入口与三通阀的出口连通，外部空气经过空压机压缩后的热空气流入电堆，对电堆的阴极流道进行热吹扫，阴极的水分会迅速蒸发并被排出电堆，避免电堆在低温环境下结冰。

技术领域

本实用新型涉及电堆防结冰技术领域，尤其是涉及一种燃料电池空气系统及发动机。

背景技术

质子交换膜燃料电池在工作过程，阳极氢气和阴极氧气发生电化学反应产生水，在冬天的低温环境下，燃料电池关机后若没有及时排出燃料电池堆内的水分，残余的水分就会结冰。水结冰会破坏单电池的结构，引起结构变形，造成漏气，严重时甚至还会刺穿质子交换膜，造成阴阳极串气，进而造成电堆腐蚀等不可修复的损伤，从而大幅度降低燃料电池寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种燃料电池空气系统，旨在解决现有技术中燃料电池关机后不能及时排出燃料电池堆内的水分，造成残余水分结冰的问题。

本实用新型的第二个目的是提供一种发动机。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：

一种燃料电池空气系统，包括空压机、中冷器、加湿器、三通阀和电堆；

所述空压机的出口分别与所述中冷器的入口及所述三通阀的第一入口连通，所述中冷器的出口与所述加湿器的干侧入口连通，所述加湿器的干侧出口与所述三通阀的第二入口连通，所述三通阀的出口与所述电堆的空气入口连通，所述电堆的尾气出口与所述加湿器的湿侧入口连通；

当所述电堆正常发电时，所述三通阀的第二入口与所述三通阀的出口连通；

当所述电堆关机，且所述燃料电池空气系统所处外界环境的温度低于0℃时，所述三通阀的第一入口与所述三通阀的出口连通。

在一个具体的实施方案中，所述燃料电池空气系统还包括旁通管；

所述旁通管的入口与所述空压机的出口连通，所述旁通管的出口与所述三通阀的第一入口连通。

在另一个具体的实施方案中，所述燃料电池空气系统还包括吹扫阀；

所述吹扫阀的入口与所述三通阀的出口连通，所述吹扫阀的出口与所述电堆的排氢管路的入口连通，所述排氢管路的出口通过所述电堆的吹扫出口与所述加湿器的湿侧入口连通；

当发动机启动，且所述外界环境的温度低于0℃时，所述第一入口与所述三通阀的出口连通，且所述吹扫阀处于打开的状态。

在另一个具体的实施方案中，所述吹扫阀的开度可调。

在另一个具体的实施方案中，所述三通阀的开度可调。

在另一个具体的实施方案中，所述燃料电池空气系统还包括空气出口开关阀；

所述空气出口开关阀的入口与所述电堆的尾气出口连通，所述空气出口开关阀的出口与所述加湿器的湿侧入口连通。

在另一个具体的实施方案中，所述三通阀、所述吹扫阀及所述空气出口开关阀均为电控阀。

在另一个具体的实施方案中，所述燃料电池空气系统还包括温度传感器；

所述温度传感器设置在所述三通阀的出口与所述电堆的空气入口之间，用于检测进入所述电堆的空气的温度。