一种燃料电池氢气总成结构制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池氢气总成结构。本发明专利技术中，使用氢气总成中的多喷嘴结构在高低压气体混合区创造多个低压区域，可以有效吸入多个氢气循环结构中的二次氢气，提高二次氢气的回收利用率，通过被动氢气回收结构降低燃料电池系统辅助部件的寄生功耗。通过调节球阀开度可以改变氢气的进氢量、改变低压区的数量、改变出口的氢气量，可根据一次氢气供给流和电堆工况需求进行灵活调整，降低响应时间。利用根据一次氢气压力变化自动调节喷嘴出口位置的弹性软管结构，提升氢气总成的循环性能，提升变工况下氢气总成的工作效率，提高燃料电池在不同功率下的性能和稳定性。在不同功率下的性能和稳定性。在不同功率下的性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池氢气总成结构


[0001]本专利技术属于燃料电池系统
，具体为一种燃料电池氢气总成结构。

技术介绍

[0002]燃料电池具有效率高、清洁无污染等优点，将燃料电池应用在交通领域有助于我国打造交通减碳立体网络。为保证燃料电池稳定运行，通常设定较高化学计量比供应氢气，所以在燃料电池电堆出口通常会存在未反应的氢气，为了提高了燃料利用率，需要借助氢气循环系统将含有水汽的氢气引入氢气供给管路。
[0003]现有燃料电池系统中，主要采用氢气电磁喷射阀、鼓风机、氢循环泵等方式来控制氢气流量和回收未反应的氢气。在燃料电池系统运行过程中，控制系统需要根据电堆压力和流量需求控制电磁阀和循环泵的运行。电磁喷射阀和循环泵的能量都需要由燃料电池提供，产生了寄生功耗，且氢循环泵等存在润滑油污染质子交换膜、故障率高等问题。因此，在保证控制氢气压力和流量、有效回收利用氢气的前提下，降低燃料电池系统辅助部件对输出功率的消耗，覆盖燃料电池不同输出功率工况要求，提高燃料电池系统的能量利用效率，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供提供一种燃料电池氢气总成结构。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种燃料电池氢气总成结构，包括总成本体，所述总成本体的左侧设置有一次氢气进口，所述一次氢气进口连接有氢气压力传感器和球阀，所述总成本体的右侧连接有氢气出口，所述氢气出口上方连接有泄压阀和压力传感器，所述总成本体的底部连接有氢气循环结构，所述氢气循环结构连接有二次氢气进口、排水口、排氢阀，所述氢气出口与电堆进口连接，所述二次氢气进口与电堆出口连接，
[0006]在一优选的实施方式中，所述总成本体内部设置有氢气一转三并联结构、氢气三转一并联结构、弹性软管结构、多喷嘴结构、并联式高低压气体混合区、气体增压扩散区。
[0007]在一优选的实施方式中，所述球阀设置在所述氢气一转三并联结构和所述氢气三转一并联结构上。
[0008]在一优选的实施方式中，所述弹性软管结构为并联式设置，与所述并联式多喷嘴结构串联连接。
[0009]在一优选的实施方式中，所述循环结构内部设置有氢气一转三并联结构和气水分离结构。
[0010]在一优选的实施方式中，氢气气源经过所述一次氢气进口后进入所述氢气一转三并联结构分为三路通过三个所述喷嘴进入三个并联式高低压气体混合区。
[0011]在一优选的实施方式中，来自电堆出口的氢气经过所述二次氢气进口后进入所述气水分离结构，所述气水分离结构中包含气体干燥材料，通过调整气体干燥材料可以调节
经过所述气水分离结构的氢气的湿度，干燥材料盒可人工取出以便于更换所述干燥材料，所述干燥材料盒与所述氢气循环结构通过密封条保证气水分离结构的密封性。
[0012]在一优选的实施方式中，氢气经过所述气水分离结构后将水从所述排水口排出，将特定湿度或干燥的氢气分为三路进入三个并联式高低压气体混合区。
[0013]在一优选的实施方式中，所述三路高低压气体混合区混合了一次氢气和二次氢气，所述混合区的氢气分别经过扩散区后进入所述氢气三转一结构，通过所述氢气出口将压力高于低压二次氢气但低于高压一次氢气的混合氢气供应至燃料电池电堆。
[0014]在一优选的实施方式中，所述排氢阀在燃料电池系统停车或者维修时排出所述氢气总成中的残留氢气。
[0015]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术中，使用氢气总成中的多喷嘴结构在高低压气体混合区创造多个低压区域，可以有效吸入多个氢气循环结构中的二次氢气，提高二次氢气的回收利用率，通过被动氢气回收结构降低燃料电池系统辅助部件的寄生功耗。
[0017]2、本专利技术中，通过调节球阀开度可以改变氢气的进氢量、改变低压区的数量、改变出口的氢气量，可根据一次氢气供给流和电堆工况需求进行灵活调整，降低响应时间。
[0018]3、本专利技术中，利用根据一次氢气压力变化自动调节喷嘴出口位置的弹性软管结构，提升氢气总成的循环性能，提升变工况下氢气总成的工作效率，提高燃料电池在不同功率下的性能和稳定性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的总成本体结构示意简图；
[0020]图2为本专利技术中俯视剖面图；
[0021]图3为本专利技术中前视图剖面图；
[0022]图4为本专利技术中仰视图；
[0023]图5为本专利技术中电路连接图；
[0024]图6为本专利技术中氢气进口处连接系统框图。
[0025]图中标记：1
‑
总成本体、2
‑
氢气出口、3
‑
泄压阀、4
‑
球阀、5
‑
排氢阀、6
‑
排水口、7
‑
二次氢气进口、8
‑
一次氢气进口、9
‑
压力传感器、10
‑
氢气一转三并联结构。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]参照图1
‑
6，
[0028]实施例：
[0029]一种燃料电池氢气总成结构，包括总成本体1，总成本体1的左侧设置有一次氢气进口8，一次氢气进口8连接有氢气压力传感器和球阀4，总成本体1的右侧连接有氢气出口2，氢气出口2上方连接有泄压阀3和压力传感器，总成本体1的底部连接有氢气循环结构，氢气循环结构连接有二次氢气进口7、排水口6、排氢阀5，氢气出口2与电堆进口连接，二次氢
气进口7与电堆出口连接，
[0030]总成本体1内部设置有氢气一转三并联结构10、氢气三转一并联结构、弹性软管结构、多喷嘴结构、并联式高低压气体混合区、气体增压扩散区。
[0031]球阀4设置在氢气一转三并联结构10和氢气三转一并联结构上。
[0032]弹性软管结构为并联式设置，与并联式多喷嘴结构串联连接。
[0033]循环结构内部设置有氢气一转三并联结构10和气水分离结构。
[0034]氢气气源经过一次氢气进口8后进入氢气一转三并联结构10分为三路通过三个喷嘴进入三个并联式高低压气体混合区。
[0035]来自电堆出口的氢气经过一次氢气进口7后进入气水分离结构，气水分离结构中包含气体干燥材料，通过调整气体干燥材料可以调节经过气水分离结构的氢气的湿度，干燥材料盒可人工取出以便于更换干燥材料，干燥材料盒与氢气循环结构通过密封条保证气水分离结构的密封性。
[0036]氢气经过气水分离结构后将水从排水口6排出，将特定湿度或干燥的氢气分为三路进入三个并联式高低压气体混合区。
[0037]三路高低压气体混合区混合了一次氢气，混合区的氢气分别经过扩散区后进入氢气三转一结构，通过氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池氢气总成结构，包括总成本体(1)，其特征在于：包括总成本体(1)，所述总成本体(1)的左侧设置有一次氢气进口(8)，所述一次氢气进口(8)连接有氢气压力传感器和球阀(4)，所述总成本体(1)的右侧连接有氢气出口(2)，所述氢气出口(2)上方连接有泄压阀(3)和压力传感器，所述总成本体(1)的底部连接有氢气循环结构，所述氢气循环结构连接有二次氢气进口(7)、排水口(6)、排氢阀(5)，所述氢气出口(2)与电堆进口连接，所述二次氢气进口(7)与电堆出口连接。2.如权利要求1所述的一种燃料电池氢气总成结构，其特征在于：所述所述总成本体(1)内部设置有氢气一转三并联结构(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟强，张成平，刘博，程嘉祺，李钟信，
申请(专利权)人：雄川氢能科技广州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：