本实用新型专利技术提供一种燃料电池系统的进气加湿组件和燃料电池系统。所述燃料电池系统包括气体供应端和燃料电池，所述气体供应端用于向所述燃料电池供应气体。所述进气加湿组件包括：加湿水箱，用于为所述气体加湿的水容纳在所述加湿水箱内，所述加湿水箱具有进气口和出气口，所述进气口用于与所述气体供应端连通，所述出气口用于与所述燃料电池的进气端连通，其中，由所述气体供应端供应的气体通过所述进气口进入所述加湿水箱并穿过所述加湿水箱内的水进行加湿，加湿后的气体通过所述出气口从所述加湿水箱排出，并被供应到所述燃料电池的进气端。根据本实用新型专利技术的实施例的进气加湿组件成本低且无能量消耗。件成本低且无能量消耗。件成本低且无能量消耗。
【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统的进气加湿组件和燃料电池系统
[0001]本技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池系统的进气加湿组件和燃料电池系统。
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)因为低噪音、高能量转换效率以及零排放等优势，可满足多领域的用电需要(汽车、航空航天器、潜艇、电子设备等)。
[0003]PEMFC中的核心部件是膜电极。膜电极包括扩散层、催化层和质子交换膜。供应到PEMFC的阳极端的氢气在催化层被分离成氢离子和电子。氢离子穿过质子交换膜移动到阴极端，并且电子通过外部导体移动到阴极端。供应到PEMFC的阴极端的氧气在与电子和氢离子结合产生水时产生电能。
[0004]质子交换膜的离子传导性与水含量密切相关。也就是说，当质子交换膜被充分润湿时，氢离子可以更好地从阳极端转移到阴极端。因此，当PEMFC运行时，必须通过向质子交换膜供应水分来将水含量保持在一定水平，从而防止PEMFC的发电效率迅速降低。
[0005]可通过对进入PEMFC的氢气和/或氧气进行加湿来保持质子交换膜的润湿。在现有技术中，一般通过由加湿器、循环泵和水箱构成的加湿系统对进气进行加湿。然而，该加湿系统的结构复杂，价格昂贵。此外，需要循环泵进行水循环，增加能耗，降低了系统发电效率。
技术实现思路
[0006]本技术的一个目的在于提供一种低成本的燃料电池系统的进气加湿组件和燃料电池系统。
[0007]本技术的另一目的在于提供一种湿度可控的燃料电池系统的进气加湿组件和燃料电池系统。
[0008]本技术的又一目的在于提供一种能够提高进气温度的燃料电池系统的进气加湿组件和燃料电池系统。
[0009]根据本技术的一方面，提供一种燃料电池系统的进气加湿组件，所述燃料电池系统包括气体供应端和燃料电池，所述气体供应端用于向所述燃料电池供应气体。所述进气加湿组件包括：加湿水箱，用于为所述气体加湿的水容纳在所述加湿水箱内，所述加湿水箱具有进气口和出气口，所述进气口用于与所述气体供应端连通，所述出气口用于与所述燃料电池的进气端连通，其中，由所述气体供应端供应的气体通过所述进气口进入所述加湿水箱并穿过所述加湿水箱内的水进行加湿，加湿后的气体通过所述出气口从所述加湿水箱排出，并被供应到所述燃料电池的进气端。
[0010]可选地，所述进气口设置在所述加湿水箱的下部，所述出气口设置在所述加湿水箱的上部。
[0011]可选地，所述进气加湿组件还包括流量调节阀，所述流量调节阀与所述加湿水箱
并联设置在所述气体供应端与所述燃料电池的所述进气端之间。所述流量调节阀用于对进入所述加湿水箱的气体量占所述气体供应端供应的气体总量的比例进行调节。
[0012]可选地，所述流量调节阀为机械压力开关，所述机械压力开关被构造为当所述气体施加到所述机械压力开关的压力高于预定值时打开，以使所述气体通过所述机械压力开关被供应到所述燃料电池的所述进气端。
[0013]可选地，所述机械压力开关还被构造为：在所述加湿水箱中的水为液态使得气体能够通过所述加湿水箱时关闭，在所述加湿水箱中的水凝固使得气体不能通过所述加湿水箱时打开。
[0014]可选地，所述流量调节阀为开度可调节的节流阀，以对进入所述加湿水箱的气体量和通过所述节流阀的气体量的比例进行调节。
[0015]可选地，所述进气加湿组件还包括湿度传感器和控制器，所述湿度传感器被构造为感测被供应到所述燃料电池的所述进气端的气体的湿度，所述控制器被构造为根据被供应到所述燃料电池的所述进气端的气体的湿度控制所述节流阀的开度。
[0016]可选地，所述进气加湿组件还包括加热装置，所述加热装置用于收集所述燃料电池的废热从而对所述加湿水箱进行加热。
[0017]可选地，所述进气加湿组件还包括单向阀，所述单向阀设置在所述加湿水箱的所述进气口的上游侧，用于防止所述加湿水箱内的水通过所述进气口流出。
[0018]可选地，所述加湿水箱的所述进气口包括多个蜂窝孔。所述加湿水箱还包括设置在所述加湿水箱的出气口处的滤水膜，所述滤水膜用于防止所述加湿水箱内的水通过出气口流出和/或过滤加湿后的气体中混合的粒径超过预定值的水滴。所述加湿水箱还包括注水口，所述注水口用于向所述加湿水箱内加注水。
[0019]根据本技术的另一方面，提供一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括气体供应端和燃料电池，所述燃料电池系统还包括如上所述的进气加湿组件，所述进气加湿组件用于对氢气和/或空气进行加湿。
[0020]可选地，所述气体供应端包括空气供应端，所述空气供应端包括串联设置的空气过滤器和压缩泵，所述进气加湿组件设置在所述压缩泵的出气端与所述燃料电池的空气进气端之间。
[0021]可选地，所述气体供应端包括氢气供应端，所述氢气供应端包括串联设置的氢罐和减压阀，所述进气加湿组件设置在所述减压阀的出气端与所述燃料电池的氢气进气端之间。
[0022]根据本技术的实施例，空气直接穿过加湿水箱进行过水加湿，通过简单的结构即可实现对空气的加湿，因此成本低。另外，本技术的进气加湿组件取消了现有技术中的循环泵，因而无能量消耗，提高了系统发电效率。
[0023]根据本技术的实施例，可充分利用燃料电池系统自身产生的废热，在环境温度低加湿水箱内的水结冰时，可使用燃料电池系统自身产生的废热对冰解冻从而对进气进行加湿，另外，还可使用燃料电池系统自身产生的废热对加湿水箱内的水进行加热从而提高进气温度，因此，可在节约能耗的同时提高进气湿度和/或进气温度。
[0024]根据本技术的实施例，可自动控制被供应到燃料电池的气体湿度，保证进气湿度处于燃料电池设定的预定湿度范围内。
附图说明
[0025]通过下面结合附图进行的详细描述，本技术的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
[0026]图1是根据现有技术的燃料电池系统的示意图；
[0027]图2是根据本技术的第一实施例的燃料电池系统的示意图；
[0028]图3是图2中的加湿水箱的示意图；
[0029]图4是根据本技术的第二实施例的燃料电池系统的示意图；
[0030]图5是图2的变型示例的燃料电池系统的示意图；
[0031]图6是图4的变型示例的燃料电池系统的示意图。
[0032]附图符号说明：
[0033]10
‑
空气供应端
[0034]11
‑
过滤器
[0035]12
‑
压缩泵
[0036]100
‑
进气加湿组件
[0037]110
‑
加湿水箱
[0038]111
‑
进气口
[0039]112
‑
出气口
[0040]113
‑
注水口
[0041]114
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统的进气加湿组件，所述燃料电池系统包括气体供应端和燃料电池(30)，所述气体供应端用于向所述燃料电池(30)供应气体，其特征在于，所述进气加湿组件(100)包括：加湿水箱(110)，用于为所述气体加湿的水容纳在所述加湿水箱(110)内，所述加湿水箱(110)具有进气口(111)和出气口(112)，所述进气口(111)用于与所述气体供应端连通，所述出气口(112)用于与所述燃料电池(30)的进气端连通，其中，由所述气体供应端供应的气体通过所述进气口(111)进入所述加湿水箱(110)并穿过所述加湿水箱(110)内的水进行加湿，加湿后的气体通过所述出气口(112)从所述加湿水箱(110)排出，并被供应到所述燃料电池(30)的进气端。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的进气加湿组件，其特征在于，所述进气口(111)设置在所述加湿水箱(110)的下部，所述出气口(112)设置在所述加湿水箱(110)的上部。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统的进气加湿组件，其特征在于，所述进气加湿组件(100)还包括流量调节阀，所述流量调节阀与所述加湿水箱(110)并联设置在所述气体供应端与所述燃料电池(30)的所述进气端之间，所述流量调节阀用于对进入所述加湿水箱(110)的气体量占所述气体供应端供应的气体总量的比例进行调节。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统的进气加湿组件，其特征在于，所述流量调节阀为机械压力开关(131)，所述机械压力开关(131)被构造为当所述气体施加到所述机械压力开关(131)的压力高于预定值时打开，以使所述气体通过所述机械压力开关(131)被供应到所述燃料电池(30)的所述进气端。5.根据权利要求4所述的燃料电池系统的进气加湿组件，其特征在于，所述机械压力开关(131)还被构造为：在所述加湿水箱(110)中的水为液态使得气体能够通过所述加湿水箱(110)时关闭，在所述加湿水箱(110)中的水凝固使得气体不能通过所述加湿水箱(110)时打开。6.根据权利要求3所述的燃料电池系统的进气加湿组件，其特征在于，所述流量调节阀为开度可调节的节流阀(132)，以对进入所述加湿水箱(110)的气体量和通过所述节流阀(132)的气体量的比例进行调节。7.根据权利要求6所述的燃料电池系统的进气加湿组件，其特征在于，所述进气加湿...
【专利技术属性】
技术研发人员：程林，
申请(专利权)人：北京开云汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：
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