[发明专利]用于冷却燃料电池的增压空气的冷却方法和系统以及三流体增压空气冷却器

摘要

本发明涉及一种用于冷却车辆燃料电池系统中的加压增压空气的方法和系统，该方法和系统使用第一增压空气冷却器和第二增压空气冷却器。所述系统还包括气－气湿度调节器和燃料电池堆。根据所述方法和系统，阴极废气通过所述气－气湿度调节器，并在第一增压空气冷却器中还用作冷却剂气体。因此，所述燃料电池阴极废气被加热并减少了含水量，从而减少了废气中水分在车辆底部冷凝并淤积的趋势。本发明还提供了一种将所述第一增压空气冷却器和第二增压空气冷却器一体化的三流体换热器。

主权项

一种用于冷却燃料电池系统中的加压阴极空气气流的冷却方法，所述燃料电池系统包括燃料电池堆、包括气－气增压空气冷却器的第一增压空气冷却器、气－气湿度调节器以及第二增压空气冷却器，其中，所述冷却方法包括：(a)提供具有第一温度T1的加压阴极空气气流；(b)使所述加压阴极空气气流通过所述第一增压空气冷却器并与来自所述燃料电池堆的阴极废气流发生热交换，其中，在所述第一增压空气冷却器进口处，所述阴极废气流具有第二温度T2，并且在所述第一增压空气冷却器出口处，所述加压阴极空气气流被冷却至第三温度T3；(c)使所述加压阴极空气气流通过所述第二增压空气冷却器，并与液体冷却剂或气体冷却剂发生热交换，所述液体冷却剂或气体冷却剂在所述第二增压空气冷却器的冷却剂进口处具有第四温度T4，其中，在所述第二增压空气冷却器出口处，所述加压阴极空气气流被冷却至第五温度T5；(d)使所述加压阴极空气气流以及所述阴极废气流通过所述气－气湿度调节器，其中，在所述湿度调节器中，水蒸气从阴极废气流转移给加压阴极空气气流；以及(e)将所述加压阴极空气气流运送至所述燃料电池堆的阴极空气进口；其中，所述阴极废气流在通过所述第一增压空气冷却器之前穿过所述气－气湿度调节器，因而，所述阴极废气流以其在所述气－气湿度调节器的进口处所处的略升高的第六温度T6进入所述湿度调节器，并且被以所述第五温度T5进入所述湿度调节器的所述加压阴极空气气流略微冷却；且其中，所述加压阴极空气气流在通过所述第二增压空气冷却器之后并且在进入所述燃料电池堆的阴极空气进口之前通过所述气－气湿度调节器。