燃料电池系统和用于燃料电池系统中废气再循环的方法与流程

文档序号:25543128发布日期:2021-06-18 20:39阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种燃料电池系统(100),具有:

-至少一个带有至少一个阴极部(k)和至少一个阳极部(a)的燃料电池堆(1),

-用于将空气(2)供应至该燃料电池堆(1)阳极部(a)的空气供应部段(2),

-用于将排气(5)从该燃料电池堆(1)阳极部(a)排出的排气部段(4),

-将至少一种主介质(6)供应至该燃料电池堆(1)阴极部(k)的供应部段(7),

-用于从该燃料电池堆(1)阴极部(k)排出废气(8)的废气排出部段(9),以及

-用于输送所述至少一种主介质(6)的泵(12),

其特征是,该废气排出部段(9)通过再循环部段(14)以流体连通的方式在该泵(12)下游连接至该供应部段(7),用以该废气(8)再循环,其中,该再循环部段(14)通过射流泵(16)与该供应部段(7)相连,用以将再循环的废气(8)作为该射流泵(16)的副流(20)送入作为该射流泵(16)主流(18)的所述至少一种主介质(6)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统(100),其特征是,在该泵(12)与该射流泵(16)之间设置用于从至少一种液态主介质(6)产生至少一种气态主介质(6)的蒸发器单元(11)。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统(100),其特征是,该蒸发器单元(11)被设计成多级的、尤其两级的蒸发器单元(11)。

4.根据权利要求2或3所述的燃料电池系统(100),其特征是,该蒸发器单元(11)是电蒸发器单元或换热-蒸发器单元,其中,该换热-蒸发器单元尤其借助于该燃料电池系统(100)的废气(8)和/或排气(5)而被加热。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统(100),其特征是,在该泵(12)与该射流泵(16)之间设置用于加热至少一种液态主介质(6)的第一换热器(21),其中,所述至少一种被加热的主介质(6)通过该第一换热器(21)被加热,使得所述被加热的主介质(6)通过该射流泵(16)内的压力降而蒸发。

6.根据前述权利要求之一所述的燃料电池系统(100),其特征是,在该射流泵(16)和该燃料电池堆(1)的供应部段(7)之间设置用于加热该主介质(6)的至少一个第二换热器(22)、特别是带有催化器的第二换热器。

7.根据前述权利要求之一所述的燃料电池系统(100),其特征是,至少一个第一阀(24)布置在该再循环部段(14)、尤其是布置在从该再循环部段(14)到该射流泵(16)的过渡部处,以调节该废气(8)的再循环率(rr)。

8.根据前述权利要求之一所述的燃料电池系统(100),其特征是,该射流泵(16)具有用于调节该主流(18)和/或该副流(20)的至少一个第二阀(26)。

9.根据前述权利要求之一所述的燃料电池系统(100),其特征是,该空气供应部段(3)具有用于调节在该空气供应部段(3)内输送的空气(2)量的空气供应风扇(28)。

10.根据前述权利要求之一所述的燃料电池系统(100),其特征是,该燃料电池系统(100)的有用气体供应部段(30)给所述射流泵(16)的该主流(18)和/或该副流(20)供以尤其来自储存空间(32)的至少另一种气体或气体混合物和/或供以从该排气部段(4)尤其通过另一个再循环部段(14)被再循环的排气(5)。

11.根据前述权利要求之一所述的燃料电池系统(100),其特征是,该再循环部段(14)内设有再循环风扇(34),用于调节该燃料电池堆(1)的在该再循环部段(14)内再循环的废气(8)量。

12.一种用于在根据前面权利要求1至11之一所述的燃料电池系统(100)中进行废气(8)再循环的方法,具有以下步骤:

-通过该泵(12)输送该主介质(6),

-经由该空气供应部段(3)将空气(2)送入该燃料电池堆(1)的阳极部(a),

-将该主介质(6)经过该供应部段(7)送入该燃料电池堆(1)的阴极部(k),

-将该废气(8)从该阴极部(k)的废气排出部段(9)经由再循环部段(14)再循环至该阴极部(k)的供应部段(7),

-在该射流泵(16)内将作为副流(20)的再循环废气(8)与作为主流(18)的气态主介质(6)混合,

-通过该供应部段(7)将所述混合的主流(18)和副流(20)送入该燃料电池堆(1)的阴极部(k)。

13.根据权利要求12所述的方法,其特征是,该燃料电池系统(100)的再循环率(rr)通过控制单元(36)被控制。


技术总结
本发明涉及一种燃料电池系统(100),具有:至少一个带有至少一个阴极部(K)和至少一个阳极部(A)的燃料电池堆(1)、用于将空气(2)供应至燃料电池堆(1)阳极部(A)的空气供应部段(2)、用于将排气(5)从燃料电池堆(1)阳极部(A)排出的排气部段(4)以及将至少一种主介质(6)供应至燃料电池堆(1)阴极部(K)的供应部段(7)、用于从燃料电池堆(1)阴极部(K)排出废气(8)的废气排出部段(9)以及用于输送至少一种主介质(6)的泵(12),其中,该废气排出部段(9)通过再循环部段(14)以流体连通方式在泵(12)下游连接至供应部段(7)用以废气(8)再循环,其中,该再循环部段(14)通过射流泵(16)与供应部段(7)相连,以将再循环的废气(8)作为射流泵(16)的副流(20)送入作为射流泵(16)主流(18)的所述至少一种气态主介质(6)。本发明还涉及一种用于在燃料电池系统(100)中进行废气(8)再循环的方法。

技术研发人员:大卫·赖希霍尔夫;雷内·布赫格拉贝尔;理查德·绍佩尔
受保护的技术使用者:AVL李斯特有限公司
技术研发日:2019.11.27
技术公布日:2021.06.18
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