專利名稱：一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于燃料電池領域，尤其涉及質(zhì)子交換膜燃料電池空氣增濕系統(tǒng)。
背景技術：
質(zhì)子交換膜燃料電池可以用作車、船的動力裝置。以質(zhì)子交換膜燃料電池 為動力裝置的發(fā)動機的工作方式與內(nèi)燃機類似，必須連續(xù)不斷地把氫燃料和氧 化劑送入電池，并連續(xù)排出反應產(chǎn)物水和一定的廢熱以維持電池物料與熱的平 衡。所以為維持質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)連續(xù)工作，通常包括空氣系統(tǒng)、 氫氣系統(tǒng)和冷卻部分?？諝庀到y(tǒng)向燃料電池提供具有一定壓力、濕度溫度的空 氣量，保證氧化劑的供應；氫氣系統(tǒng)提供具有相應壓力、濕度和溫度的氫氣量， 滿足還原劑的需求；冷卻部分保證燃料電池需要的工作溫度。
目前使用的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機的燃料電池的空氣系統(tǒng)，包括燃料 電池堆、空氣濾清器、風機、濕焓裝換裝置和空氣尾排?，F(xiàn)有的燃料電池的空 氣系統(tǒng)可以滿足正常情況下的空氣增濕，其不足是當燃料電池發(fā)動機在怠速 啟動和急劇加載時，由于系統(tǒng)沒有開始正常工作，濕焓轉換裝置還不具有對干 空氣進行充分增濕的能力，會使干空氣進入燃料電池，干空氣會降低燃料電池 的使用壽命。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型就是克服現(xiàn)有空氣系統(tǒng)存在的上述不足，提供的一種提高燃料 電池壽命的空氣系統(tǒng)。
本實用新型的技術方案是 一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，包括燃料 電池堆、空氣濾清器、風機、濕焓裝換裝置和空氣尾排，空氣濾清器的空氣出 口用管路連接風機的入口，風機的出口用管路連接濕焓轉換裝置的新鮮空氣入 口，濕焓轉換裝置由增濕部分和分水部分組成，濕烚轉換裝置的新鮮空氣出口 用管路連接燃料電池堆的空氣入口，燃料電池堆的空氣出口用管路連接濕焓轉 換裝置的廢舊空氣進口，其特征在于所述的空氣系統(tǒng)中增設一個由控制器控 制的輔助增濕裝置和水箱，輔助增濕裝置的一端連接在水箱的出水口上，輔助
3增濕裝置的另一端設兩個接口 ，接在濕焓轉換裝置的增濕部分和分水部分之間。 本實用新型所述的一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，其結構在于所述的 輔助增濕裝置由噴頭、電磁閥、水泵和控制器構成，噴頭用封閉腔體封閉，封 閉腔體上設有兩個接口，接在濕焓轉換裝置的增濕部分和分水部分之間，噴頭 的進水口用管路與電磁閥出水端連接，電磁閥的進水端用管路與水泵的出水口 連接，水泵的進水口用管路與水箱的出水口連接，控制器用電路與電磁閥和水 泵連接。水箱與空氣系統(tǒng)的分水器用管路連接。
本實用新型所述的一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，其結構在于所述的 輔助增濕裝置的控制器是單片機或者是在燃料電池控制系統(tǒng)中增設的輔助增濕 裝置的控制模塊。
本實用新型的工作原理是燃料電池發(fā)動機在怠速啟動和急劇加載時，風 機將新鮮干燥的空氣送進濕焓轉換裝置，這時，濕焓轉換裝置不具有對新鮮干 燥的空氣加濕的能力。在燃料電池發(fā)動機怠速啟動和急劇加載的同時，輔助增 濕裝置的控制器向輔助增濕裝置中的電磁閥和水泵發(fā)出指令，打開電磁閥，啟 動水泵。新鮮干燥的空氣從濕焓轉換裝置的出氣口出來后進入輔助增濕裝置， 輔助增濕裝置通過水泵從水箱中抽取一定量的水，由噴頭噴出將干燥的空氣潤 濕，經(jīng)濕焓轉換裝置分水部分分離出液態(tài)大水滴后，新鮮濕潤的空氣進入電池 堆。從而使燃料電池發(fā)動機在怠速啟動和急劇加載時，進入燃料電池堆的依然 是新鮮濕潤的空氣。
發(fā)動機第一次啟動時，水箱內(nèi)加滿水，發(fā)動機正常運行時濕焓轉換裝置分 水部分分離出液態(tài)水和噴水回收的液態(tài)水回收到水箱，與噴水消耗的水量基本 相等，可實現(xiàn)消耗水和回收水平衡，不需頻繁加水。
本實用新型的優(yōu)點是能滿足燃料電池發(fā)動機怠速啟動和急劇變載時對燃料 電池空氣系統(tǒng)的增濕需求，從而提高燃料電池發(fā)動機的使用壽命。

本實用新型共有二幅附圖，其中
附圖1為本實用新型的燃料電池空氣系統(tǒng)結構示意圖； 附圖2為現(xiàn)有的燃料電池空氣系統(tǒng)結構示意圖。
附圖中，1、料電池堆2、空氣濾清器3、風機4、濕焓轉換裝置401、 增濕部分402、分水部分 5、空氣尾排出口 6、輔助增濕裝置601、噴頭602、電磁閥 603、水泵7、水箱具體實施方式
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型作進一步說明。本實施例是在原 有的燃料電池的空氣系統(tǒng)中，在水箱(7)的出水口和濕焓轉換裝置(4)的與 燃料電池堆(1)的空氣出口連接的進口之間的通道上增設了一套輔助增濕裝置
(6)，輔助增濕裝置(6)由陶瓷噴頭(601)、兩位常閉電磁閥(602)、隔膜 水泵(603)構成，噴頭(601)密封連接在濕焓轉換裝置(4)的增濕部分(401) 和分水部分(402)之間，陶瓷噴頭(601)的進水口經(jīng)過電磁閥(602)與水泵
(603)的出水口用管路連接，水泵(603)的進水口用管路連接水箱(7)的出 水口。在燃料電池的原控制系統(tǒng)中增設一個輔助增濕裝置的控制模塊?？刂颇?塊用電路與電磁閥(602)和水泵(603)的控制裝置連接。
權利要求1、一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，包括燃料電池堆(1)、空氣濾清器(2)、風機(3)、濕焓裝換裝置(4)和空氣尾排(5)，空氣濾清器(2)的空氣出口用管路連接風機(3)的入口，風機(3)的出口用管路連接濕焓轉換裝置(4)的新鮮空氣入口，濕焓轉換裝置(4)由增濕部分(401)和分水部分(402)組成，濕焓轉換裝置的新鮮空氣出口用管路連接燃料電池堆(1)的空氣入口，燃料電池堆(1)的空氣出口用管路連接濕焓轉換裝置(4)的廢舊空氣進口，其特征在于所述的空氣系統(tǒng)中增設一個由控制器控制的輔助增濕裝置(6)和水箱(7)，輔助增濕裝置(6)的一端連接在水箱(7)的出水口上，輔助增濕裝置(6)的另一端設兩個接口，接在濕焓轉換裝置(4)的增濕部分(401)和分水部分(402)之間。
2、根據(jù)權利要求1所述的一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，其特征在 于所述的輔助增濕裝置(6)由噴頭(601)、電磁閥(602)、水泵(603)和控 制器構成，噴頭(601)用封閉腔體封閉，封閉腔體上設有兩個接口，接在濕焓 轉換裝置(4)的增濕部分(401)和分水部分(402)之間，噴頭(601)的進 水口用管路與電磁閥(602)出水端連接，電磁閥(602)的進水端用管路與水 泵(603)的出水口連接，水泵(603)的進水口用管路與水箱(7)的出水口連 接，控制器用電路與電磁閥(602)和水泵(603)的控制裝置連接。
3、 根據(jù)權利要求2所述的一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，其特征在于 所述的水箱(7)與空氣系統(tǒng)的分水器(8)用管路連接。
4、 根據(jù)權利要求3所述的一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，其特征在于 所述的輔助增濕裝置(6)的控制器是單片機或者是在燃料電池控制系統(tǒng)中增設 的輔助增濕裝置(6)的控制模塊。
專利摘要一種提高燃料電池壽命的空氣系統(tǒng)，包括由通道連接的燃料電池堆、空氣濾清器、風機、濕焓裝換裝置和空氣尾排，空氣系統(tǒng)中增設有輔助增濕裝置和水箱，輔助增濕裝置連接在水箱的出水口和濕焓轉換裝置的與燃料電池堆的空氣進口之間連接的通道上。本實用新型的優(yōu)點是可以滿足燃料電池發(fā)動機怠速啟動和急劇變載時對燃料電池空氣系統(tǒng)的增濕需求，從而提高燃料電池發(fā)動機的使用壽命。
文檔編號H01M8/24GK201360027SQ20082023203
公開日2009年12月9日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權日2008年12月22日
發(fā)明者鵬 丁, 侯中軍, 孫茂喜, 王宇晨 申請人:新源動力股份有限公司