專利名稱：燃料電池的水平衡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池是一種能夠?qū)滢D(zhuǎn)化成電能及反應(yīng)產(chǎn)物的裝置；該裝置的內(nèi)部核心部件是膜電極，膜電極一般均放在兩塊導(dǎo)電的極板中間，每塊導(dǎo)電極板與膜電極接觸的表面設(shè)置有導(dǎo)流槽，這些導(dǎo)流槽即作為燃料與氧化劑進(jìn)入陽(yáng)極、陰極表面的通道，又作為帶走燃料電池運(yùn)行過(guò)程中生成的水的通道。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)通常包括燃料電池堆、儲(chǔ)氫裝置、減壓閥、空氣過(guò)濾裝置、空氣壓縮供應(yīng)裝置、水汽分離器、水箱、散熱裝置、增濕裝置等，其中燃料電池堆通常包括燃料及氧化劑氣體的導(dǎo)流進(jìn)口和導(dǎo)流通道，將燃料(如氫氣)和氧化劑(主要是氧氣和空氣) 均勻分布到各個(gè)陽(yáng)極、陰極面的導(dǎo)流槽；散熱冷卻流體(如水)的進(jìn)出口與導(dǎo)流通道，將散熱冷卻氣體均勻分布到各個(gè)電池組內(nèi)散熱冷卻通道中，將燃料電池內(nèi)氫、氧電化學(xué)放熱反應(yīng)生成的熱吸收并帶出電池組進(jìn)行散熱；燃料與氧化劑氣體的出口與相應(yīng)的導(dǎo)流通道，燃料氣體與氧化劑氣體在排出時(shí)，可攜帶出燃料電池中生成的液、汽態(tài)的水。燃料電池生成水大部分都是通過(guò)陰極氧化劑(空氣)側(cè)排出，生成水大部分汽化為水蒸氣與空氣一起排出，即使使用了水汽分離器，也難以分離水蒸氣，大量的水蒸氣隨著空氣排除了系統(tǒng)，造成了資源的浪費(fèi)。另一方面，目前的燃料電池系統(tǒng)工作時(shí)，由于過(guò)量干燥的燃料與氧化劑氣體進(jìn)入燃料電池堆可能造成膜電極中的質(zhì)子交換膜失水，造成燃料電池內(nèi)組急劇增加，運(yùn)行性能急劇下降，因此通常需要對(duì)進(jìn)入燃料電池堆的燃料與氧化劑氣體進(jìn)行增濕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)水汽分離不徹底、水蒸氣回收利用不充分等不足，提供一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)。該系統(tǒng)的水汽分離更徹底、水蒸氣充分回收至系統(tǒng)水箱并回收利用來(lái)對(duì)氫氣和空氣進(jìn)行增濕的，極大限度的實(shí)現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的水平衡。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及的燃料電池的一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器、水泵， 所述水汽分離器設(shè)置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵連接所述水汽分離器底部，將所述水汽分離器底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，所述水汽分離器側(cè)面設(shè)置有制冷裝置。優(yōu)選的，所述制冷裝置包括控制器、半導(dǎo)體制冷片、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片制冷側(cè)的第一翅片、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片散熱側(cè)的第二翅片以及設(shè)置在所述第二翅片外側(cè)的散熱風(fēng)扇；所述半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在所述水汽分離器側(cè)面的外部，所述控制器與所述半導(dǎo)體制冷片和散熱風(fēng)扇相連。優(yōu)選的，所述燃料電池水箱設(shè)置有溢流口。
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優(yōu)選的，在所述燃料電池水箱上設(shè)置有第一、第二液位傳感器，所述控制器還與所述第一、第二液位傳感器相連。優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體制冷片采用TEC12706制冷片。優(yōu)選的，所述第一翅片采用不銹鋼材質(zhì)的翅片，所述第二翅片采用不銹鋼或鋁材質(zhì)的翅片。優(yōu)選的，所述第一、第二液位傳感器均采用BL-YW510光電液位開(kāi)關(guān)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、通過(guò)制冷裝置更徹底地實(shí)現(xiàn)水汽分離；2、水蒸氣充分回收至系統(tǒng)水箱并回收利用來(lái)對(duì)氫氣和空氣進(jìn)行增濕的，極大限度的實(shí)現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的水平衡；3、整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適應(yīng)燃料電池產(chǎn)業(yè)化的需要。4、通過(guò)水箱上設(shè)置的液位傳感器，在測(cè)得水箱中水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí)，通過(guò)控制器中斷制冷裝置的工作，避免繼續(xù)回收造成系統(tǒng)能量的浪費(fèi)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，1水汽分離器，2第一翅片，3半導(dǎo)體制冷片，4第二翅片，5散熱風(fēng)扇，6水泵。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器1、水泵6，所述水汽分離器1設(shè)置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵6連接所述水汽分離器1底部，用于將所述水汽分離器1底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，水箱中的水回收后用于對(duì)進(jìn)入燃料電池堆的空氣、氫氣分別進(jìn)行增濕。該水汽分離器側(cè)面設(shè)置有制冷裝置，用來(lái)對(duì)水汽分離器1中的水蒸氣進(jìn)一步冷凝生成液態(tài)水。所述制冷裝置包括控制器、半導(dǎo)體制冷片3、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片3制冷側(cè)的第一翅片2、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片3散熱側(cè)的第二翅片4以及設(shè)置在所述第二翅片外側(cè)的散熱風(fēng)扇5 ；所述半導(dǎo)體制冷片3設(shè)置在所述水汽分離器1側(cè)面的外部，所述控制器與所述半導(dǎo)體制冷片3和散熱風(fēng)扇5相連。所述半導(dǎo)體制冷片3在通電的情況下，兩端極板產(chǎn)生一定的溫差，利用它的冷凝面為水汽分離器1內(nèi)部提供一個(gè)低溫環(huán)境，從而更好的將其中的水蒸氣冷凝成液態(tài)水，它的發(fā)熱面通過(guò)設(shè)置散熱風(fēng)扇5將置換出的熱源能量排出系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體制冷片3采用TEC12706制冷片。所述第一翅片2采用不銹鋼材質(zhì)的翅片，所述第二翅片4采用不銹鋼或鋁材質(zhì)的翅片。在本實(shí)施例中，所述燃料電池水箱設(shè)置有溢流口，使得水箱中的水位恒定在設(shè)置的位置。進(jìn)一步地，在所述燃料電池水箱上設(shè)置有第一、第二液位傳感器，所述控制器還與所述第一、第二液位傳感器相連；所述第一、第二液位傳感器均采用BL-YW510光電液位開(kāi)關(guān)；在測(cè)得水箱中水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí)，通過(guò)控制器中斷制冷裝置的工作，避免繼續(xù)回收造成系統(tǒng)能量的浪費(fèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器、水泵，所述水汽分離器設(shè)置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵連接所述水汽分離器底部，將所述水汽分離器底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，其特征在于所述水汽分離器側(cè)面設(shè)置有制冷裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述制冷裝置包括控制器、半導(dǎo)體制冷片、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片制冷側(cè)的第一翅片、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片散熱側(cè)的第二翅片以及設(shè)置在所述第二翅片外側(cè)的散熱風(fēng)扇；所述半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在所述水汽分離器側(cè)面的外部，所述控制器與所述半導(dǎo)體制冷片和散熱風(fēng)扇相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述燃料電池水箱設(shè)置有溢流口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于在所述燃料電池水箱上設(shè)置有第一、第二液位傳感器，所述控制器還與所述第一、第二液位傳感器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述半導(dǎo)體制冷片采用TEC12706制冷片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述第一翅片采用不銹鋼材質(zhì)的翅片，所述第二翅片采用不銹鋼或鋁材質(zhì)的翅片。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述第一、第二液位傳感器均采用BL-YW510光電液位開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器、水泵，所述水汽分離器設(shè)置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵連接所述水汽分離器底部，將所述水汽分離器底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，所述水汽分離器側(cè)面設(shè)置有制冷裝置。優(yōu)選方案為所述制冷裝置包括控制器、半導(dǎo)體制冷片、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片制冷側(cè)的第一翅片、設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片散熱側(cè)的第二翅片以及設(shè)置在所述第二翅片外側(cè)的散熱風(fēng)扇；所述半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在所述水汽分離器側(cè)面的外部，所述控制器與所述半導(dǎo)體制冷片和散熱風(fēng)扇相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)的水汽分離更徹底、水蒸氣充分回收至系統(tǒng)水箱并回收利用來(lái)對(duì)氫氣和空氣進(jìn)行增濕的，極大限度的實(shí)現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的水平衡。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102437357SQ201110427679
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:上海堯豫實(shí)業(yè)有限公司