[发明专利]燃料电池进气系统和燃料电池

说明书

本发明公开了一种燃料电池进气系统和燃料电池，燃料电池进气系统包括：储气装置、第一通路和第二通路，第一通路的一端连通储气装置，另一端连通电堆的阳极进口，第一通路具有第一叶轮；第二通路的一端与外界连通，另一端连通电堆的阴极进口，第二通路具有第二叶轮,第二叶轮设有驱动电机，其中，第一叶轮和第二叶轮可通过离合器配合，以使第一叶轮和第二叶轮具有接合状态和分离状态，在接合状态，第一叶轮和第二叶轮可同步转动，在分离状态，驱动电机驱动第二叶轮转动。根据本发明实施例的燃料电池进气系统，通过设置离合器，使得两个通路上的叶轮接合或分离，扩展了燃料电池进气系统的进气模式，可根据电堆工况来切换进气模式，以减少能量损失。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池进气系统和燃料电池。

背景技术

传统的燃料电池进气系统采用纯电力驱动的空压机，即燃料电池系统产生的部分电能用以驱动空压机运转，随着电堆功率的不断提升，电堆对燃料的需求值越大，相应的空压机的转速提高，其耗电功率也随之提高，这将导致燃料电池系统对外输出的功率降低，导致整个系统的性能下降，对整个燃料电池系统性能产生了不利影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种燃料电池进气系统，所述燃料电池进气系统进气模式丰富，耗电功率低。

本发明还提出一种燃料电池。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明第一方面实施例的燃料电池进气系统，包括：储气装置、第一通路和第二通路，所述第一通路的一端连通所述储气装置，另一端连通电堆的阳极进口，所述第一通路具有第一叶轮；所述第二通路的一端与外界连通，另一端连通电堆的阴极进口，所述第二通路具有第二叶轮,所述第二叶轮设有驱动电机；其中，所述第一叶轮和所述第二叶轮可通过离合器配合，以使所述第一叶轮和所述第二叶轮具有接合状态和分离状态，在所述接合状态，所述第一叶轮和所述第二叶轮可同步转动，在所述分离状态，所述驱动电机驱动所述第二叶轮转动。

根据本发明实施例的燃料电池进气系统，通过设置第一通路和第二通路，并在第一通路设置第一叶轮和第二通路设置第二叶轮，通过离合器，使第一叶轮和第二叶轮可接合或分离，扩展了燃料电池进气系统的进气模式，可以在电堆低功率运行工况进行分离，减少驱动电机工作的能量损失；在电堆高功率运行工况进行接合，可充分利用第一通路内气体能量，提高了燃料电池进气系统整体性能。

根据本发明的一些实施例，所述燃料电池进气系统还包括：第三通路，所述第三通路的一端连通所述储气装置，另一端连通所述电堆的阳极进口，所述第一通路和所述第三通路中的一个导通以使所述储气装置的气体通入所述电堆。

在一些示例中，所述燃料电池进气系统具有第一工作模式和第二工作模式，在所述第一工作模式，所述第一通路断开且所述第三通路导通，所述第一叶轮和所述第二叶轮处于断开状态，所述驱动电机驱动所述第二叶轮转动；在所述第二工作模式，所述第一通路导通且所述第三通路断开，所述第一叶轮和所述第二叶轮处于接合状态，气体推动所述第一叶轮转动，所述第一叶轮带动所述第二叶轮转动。

在一些示例中，所述燃料电池进气系统还包括：第三工作模式，在所述第三工作模式，所述第一通路导通且所述第三通路断开，所述第一叶轮和所述第二叶轮处于接合状态，所述第一叶轮和所述驱动电机驱动所述第二叶轮转动。

在一些示例中，所述第三通路具有位于所述电堆的阳极进口上游的连通口，所述第一通路与所述连通口连通，以通过所述连通口连通所述电堆的阳极进口。

在一些示例中，所述第一通路具有单向阀，所述单向阀位于所述第一叶轮和所述连通口之间，所述单向阀被构造为将所述第一通路内的气体单向导通至所述连通口。

在一些示例中，所述第一通路具有第一开关阀，所述第一开关阀用于控制所述第一通路的通断；所述第三通路具有第三开关阀，所述第三开关阀用于控制所述第三通路的通断。