一种风冷型燃料电池空气循环系统技术方案

本实用新型专利技术公开了本实用新型专利技术提供了一种风冷型燃料电池空气循环系统，包括电池电堆、空气循环组件，电池电堆设置有出气口和进气口，出气口连接有空气进气流道，进气口连接有空气出气流道；空气循环组件包括空气循环管道，空气循环管道具有进气端和出气端，进气端设置于空气出气流道中，出气端设置于空气进气流道中。在风冷型燃料电池空气循环系统运行时，空气从空气进气流道流进，经过电池电堆内部后从空气出气流道流出，同时携带水分，成为了湿润空气，湿润空气经空气循环管道进到空气进气流道中，与干燥空气混合进入电池电堆内部，改善电池电堆内部工作时的湿度，提高电池电堆内部的性能。电堆内部的性能。电堆内部的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种风冷型燃料电池空气循环系统


[0001]本技术涉及燃料电池
，特别涉及一种风冷型燃料电池空气循环系统。

技术介绍

[0002]燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的装置，具有效率高、噪音低、零污染等优点。燃料电池通常需要将多个单体电池通过串联的方式组装成电堆，主要构成部件有双极板、膜电极(MEA)、端板和紧固件等。其中的风冷型燃料电池指通过空气流动进行控温的燃料电池，其双极板没有冷却流道。因此，风冷型燃料电池具有结构简单，成本低廉，可靠性好等优点。
[0003]现有的风冷型燃料电池由于冷却的需要，其双极板的特点是空气流道尺寸相对较大，过量的空气进入燃料电池电堆，使得燃料电池得到冷却控温的效果。
[0004]但是在燃料电池电堆运行初期，内部的湿度对燃料电池的性能起到重要的影响，需要一定的湿度才能使质子交换膜有较高的质子传导能力。目前的解决办法一般是增加增湿器，但是增湿器的价格昂贵，极大地增加了风冷型燃料电池的制造成本。

技术实现思路

[0005]本技术目的在于提供一种风冷型燃料电池空气循环系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0006]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0007]本技术提供了一种风冷型燃料电池空气循环系统，包括电池电堆、空气循环组件，电池电堆设置有出气口和进气口，所述出气口连接有空气进气流道，所述进气口连接有空气出气流道；空气循环组件包括空气循环管道，所述空气循环管道具有进气端和出气端，所述进气端设置于所述空气出气流道中，所述出气端设置于所述空气进气流道中。
[0008]本技术的有益效果是：
[0009]在风冷型燃料电池空气循环系统运行时，空气从空气进气流道流进，经过电池电堆内部后从空气出气流道流出，同时携带水分，成为了湿润空气，湿润空气经空气循环管道进到空气进气流道中，与干燥空气混合进入电池电堆内部，改善电池电堆内部工作时的湿度，提高电池电堆内部的性能。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述空气循环管道连接有流量调节装置，可根据电池电堆不同的状态调节通过空气循环管道的湿度，以更好的达到电池电极内部的水热平衡。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述流量调节装置包括循环抽气泵。循环抽气泵既可以促进湿润空气进入空气进气流道中，也可以调节湿润空气循环量。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述风冷型燃料电池空气循环系统还包括电堆抽气装置，所述电堆抽气装置连接于空气进气流道，所述电堆抽气装置的功率大于所述循
环抽气泵的功率，使得气体在空气循环管道内的流速大于所述空气出气流道的流速，使得气体在空气循环流道的流速大于空气流道出口流速，产生压力差，方便湿润空气吸入循环。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述空气循环管道包括在设置所述电池电堆上方的弯曲段，所述弯曲段向上拱起，冷凝水在重力作用下流出空气循环管道，减少冷凝水堆积在空气循环管道内，避免影响湿润空气的循环。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述空气循环管道包括第一管段、第二管段、第三管段和第四管段，所述第一管段、第二管段、第三管段和第四管段依次连接，所述第二管段和第三管段设置于所述电池电堆上方，所述第二管段和第三管段呈上下倾斜设置，所述第二管段和第三管段在前后方向上投影面的形状呈倒V型，所述第一管段伸入所述空气进气流道中，所述第二管段伸入所述空气出气流道中。冷凝水能及时沿着第二管段和第三管段排出，而不会堵塞在空气循环管道内。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一管段和第二管段的连接处设置有圆角结构，所述第三管段和第四管段的连接处设置有圆角结构，防止冷凝水堆积堵塞空气循环管道。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述空气循环管道包括设置于所述空气进气流道内的出气管段，所述出气管段设置有多个出气孔，所述出气管段在垂直所述空气进气流道的进气方向的平面内弯曲设置。使得出气孔均匀设置在垂直所述空气进气流道的进气方向的平面内，从出气孔出来的湿润空气与空气进气流道进来的干燥空气混合均匀进入电池电堆内部。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述出气管段呈圆环状，所述出气孔沿着所述空气进气流道的进气方向贯穿所述出气管段，多个所述出气孔呈环形间隔设置于所述出气管段，圆环状以及出气孔贯穿出气管段均为干燥空气的进入流足够的空间，同时使得干燥空气与湿润空气充分混合。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，所述空气循环管道包括设置于所述空气出气流道内的进气管段，所述进气管段连接有喇叭状的吸气口，所述吸气口朝向出气口，方便湿润空气吸入。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明；
[0020]图1是本技术所提供的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其一实施例出气管段结构示意图；
[0021]图2是本技术所提供的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其一实施例出气管段结构示意图；
[0022]图3是本技术所提供的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其一实施例的结构示意图，其中两箭头分别表示上向和下向。
[0023]附图标记：
[0024]电池电堆100、空气进气流道110、空气出气流道120、空气循环管道200、第一管段201、第二管段202、第三管段203、第四管段 204、出气管段210、进气管段220、出气孔211、流量调节装置300、电堆抽气装置400。
具体实施方式
[0025]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0026]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]在本技术的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
[0028]本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
[0029]现有的风冷型燃料电池由于冷却的需要，其双极板的特点是空气流道尺寸相对较大，过量的空气进入燃料电池电堆，使得燃料电池得到冷却控温的效果。但是在燃料电池电堆运行初期，内部的湿度可以保持电池电极内部的水热平衡，这对燃料电池系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风冷型燃料电池空气循环系统，其特征在于，包括：电池电堆(100)，其设置有出气口和进气口，所述出气口连接有空气进气流道(110)，所述进气口连接有空气出气流道(120)；空气循环组件，其包括空气循环管道(200)，所述空气循环管道(200)具有进气端和出气端，所述进气端设置于所述空气出气流道(120)中，所述出气端设置于所述空气进气流道(110)中。2.根据权利要求1所述的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其特征在于：所述空气循环管道(200)连接有流量调节装置(300)。3.根据权利要求2所述的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其特征在于：所述流量调节装置(300)包括循环抽气泵。4.根据权利要求3所述的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其特征在于：所述风冷型燃料电池空气循环系统还包括电堆抽气装置(400)，所述电堆抽气装置(400)连接于空气进气流道(110)，所述电堆抽气装置(400)的功率大于所述循环抽气泵的功率，使得气体在空气循环管道(200)内的流速大于所述空气出气流道(120)的流速。5.根据权利要求1所述的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其特征在于：所述空气循环管道(200)包括设置在所述电池电堆(100)上方的弯曲段，所述弯曲段向上拱起。6.根据权利要求1所述的一种风冷型燃料电池空气循环系统，其特征在于：所述空气循环管道(200)包括第一管段(201)、第二管段(202)、第三管段(203)和第四管段(204)，所述第一管段(201)、第二管段(202)、第三管段(203)和第四管段(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴焯峰，刘若璐，孟子寒，张锐明，龚聪文，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：新型
国别省市：