一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，包括用于封装燃料电池电堆的封装外壳；分别与所述封装外壳的吹扫入口和吹扫出口相连通的第一吹扫管和第二吹扫管；所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口处设置有氢气浓度传感器；依次串联在空气运输主路管上的空压机、中冷器和加湿器；所述第一吹扫管连通所述中冷器与所述加湿器之间的空气运输主路管。本发明专利技术提供的电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，通过从空气运输主管路上分出一支管路到壳体进行吹扫，并将壳体另一侧的排气口连接到燃料电池系统的主排气口排向外部环境，降低了燃料电池系统的成本，提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置。
技术介绍
质子交换膜氢燃料电池具有高效、低温高功率密度、快速启动和零排放等显著特点，已被广泛应用到燃料电池汽车中。为了使燃料电池系统结构紧凑，方便维护，通常将电堆封装在壳体内，使其壳体达到IP67的防护等级。但是，由于氢气渗透性很强，即使将燃料电池电堆封装在壳体内部，也会有微量的氢渗透进去，且电堆一旦出现泄漏，便会有大量氢气泄漏到密封的壳体内部，从而发生化学反应，严重时甚至发生爆炸，十分危险。为了解决壳体内部会聚集氢气的情况，在燃料电池系统工作中需要不停的为封装在壳体内部的电堆通风。现有技术中，通常采用在壳体内部或者外部安置风机为壳体内部电堆供风，或者采用主空压机空气管路串联电堆封装壳体通风。前者的缺点是需要为燃料电池系统独立配置风机供风，且需增加一个电源为风机供电，从而导致燃料电池系统的成本增加，且可靠性降低；后者的缺点是如果壳体内部出现泄漏，燃料电池空气运输系统会将氢气混入其中，使得混有氢气的空气和氢气在电堆内发生电化学反应，进一步影响电堆性能，并存在很大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，通过从氧气运输主管路上分出一支管路到壳体进行吹扫，并将壳体另一侧的排气口连接到燃料电池系统的主排气口排向外部环境，降低了燃料电池系统的成本，提高了系统的可靠性。为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，包括：用于封装燃料电池电堆的封装外壳；分别与所述封装外壳的吹扫入口和吹扫出口相连通的第一吹扫管和第二吹扫管；所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口处设置有氢气浓度传感器；依次串联在空气运输主路管上的空压机、中冷器和加湿器；所述第一吹扫管连通所述中冷器与所述加湿器之间的空气运输主路管。进一步地，所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，具体为：所述吹扫入口设置在所述封装外壳一侧的中心位置，所述吹扫出口设置在与所述封装外壳一侧相对侧的边角位置。进一步地，所述吹扫入口设有含多个网格的气流分布板，用于将一束气流分散为多束。进一步地，所述第二吹扫管的出口与第一尾排空气管连通。进一步地，所述加湿器设有四个接口，分别与第二尾排空气管、电堆空气管出口、电堆空气管入口及所述第一吹扫管的入口接通。进一步地，所述封装外壳材质为铝合金或钢材。进一步地，所述空气运输主管路、所述第一吹扫管及所述第二吹扫管的材质为硅胶管、不锈钢管或橡胶管。进一步地，所述第一尾排空气管及所述第二尾排空气管的材质为硅胶管、不锈钢管或橡胶管。进一步地，所述燃料电池电堆的材料为石墨堆或金属堆。相对于现有技术，本专利技术实施例通过从氧气运输主管路上分出一支管路到壳体进行吹扫，并将壳体另一侧的排气口连接到燃料电池系统的主排气口排向外部环境，使得燃料电池系统运行启动时封装壳体内部即开始吹扫，降低了燃料电池系统的成本，提高了系统的可靠性。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的所获得所有其他是实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供了一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，包括：用于封装燃料电池电堆02的封装外壳01；分别与所述封装外壳01的吹扫入口03和吹扫出口17相连通的第一吹扫管04和第二吹扫管15；所述吹扫入口03和吹扫出口17分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口07处设置有氢气浓度传感器16；依次串联在空气运输主路管09上的空压机10、中冷器11和加湿器12；所述第一吹扫管04连通所述中冷器11与所述加湿器12之间的空气运输主路管09。在本实施例中，需要说明的是，所述燃料电池电堆02的材料通常为石墨堆或金属堆。燃料电池电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成，在排列时各个单体电池之间存在缝隙，其中，单体电池是由将双极板与膜电极(MEA-催化剂、质子交换膜、碳纸/碳布)组成，若干单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。双极板是由极板和流场组成，主要作用是气体分配、集流、导热和密封。双极板是电、热的良导体,具有良好的机械性能,阻气性能和耐腐蚀性好等特点,其性能决定了燃料电池堆体积比功率和质量比功率。双极板材质主要是石墨或者合金。通常由石墨板制作，石墨双极板厚度约2～3.7mm，经铣床加工成具有一定形状的导流流体槽及流体通道，其流道设计和加工工艺与电池性能密切相关。质子交换膜作为电解质，起到传导质子，隔离反应气体的作用。在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流。质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，它的好坏也直接影响电池的使用寿命。气体扩散层GDL通常由碳纸或者碳布组成，主要起到传质，导电，传热，支持催化层，导水的作用。作为氢燃料电池反应关键，催化层是由催化剂和催化剂载体形成的薄层。催化剂主要采用Pt/C,Pt合金/C，载体材料主要是纳米颗粒碳、碳纳米管、碳须等。对材料要求导电性好，载体耐蚀，催化活性大。燃料电池电堆在反应原理上相当于水电解的“逆”装置。阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为传递H+的介质，只允许H+通过。工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。由于质子交换膜只能传导质子，因此氢离子(即质子)可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。以阳极为参考时，阴极电位为1.23V。也即每一单电池的发电电压理论上限为1.23V。接有负载时输出电压取决于输出电流密度，通常在0.5～1V之间。将多个单电池层叠组合就能构成输出电压满足实际负载需要的燃料电池堆(简称电堆)。在本实施例中，封装外壳01的材料为材质为铝合金或钢材，在封装外壳01的外表面相对的两侧分别设有吹扫入口03和吹扫出口17，吹扫入口03连通第一吹扫管04，将输入的气体送入吹扫入口。其中吹扫入口03设置在封装外壳01一侧的中心位置，并在吹扫入口03入口处设有气流分布板，并且含有多个网格，设在中间位置的目的主要是方便进入的气流可以沿不同方向去分流，而气流分布板主要是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，其特征在于，包括：/n用于封装燃料电池电堆的封装外壳；/n分别与所述封装外壳的吹扫入口和吹扫出口相连通的第一吹扫管和第二吹扫管；所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口处设置有氢气浓度传感器；/n依次串联在空气运输主路管上的空压机、中冷器和加湿器；所述第一吹扫管连通所述中冷器与所述加湿器之间的空气运输主路管。/n

【技术特征摘要】
1.一种电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，其特征在于，包括：
用于封装燃料电池电堆的封装外壳；
分别与所述封装外壳的吹扫入口和吹扫出口相连通的第一吹扫管和第二吹扫管；所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，所述吹扫出口处设置有氢气浓度传感器；
依次串联在空气运输主路管上的空压机、中冷器和加湿器；所述第一吹扫管连通所述中冷器与所述加湿器之间的空气运输主路管。


2.根据权利要求1所述的电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，其特征在于，所述吹扫入口和吹扫出口分别设置于所述封装外壳相对的两侧，具体为：
所述吹扫入口设置在所述封装外壳一侧的中心位置，所述吹扫出口设置在与所述封装外壳一侧相对侧的边角位置。


3.根据权利要求1所述的电堆封装式燃料电池系统的电堆吹扫装置，其特征在于，所述吹扫入口设有含多个网格的气流分布板，用于将一束气流分散为多束。


4.根据权利要求1所述的电堆封装式燃料电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆尧，郭文革，李强，石景武，邓家棋，
申请(专利权)人：广东国鸿氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44