一种燃料电池汽车的氮气增湿系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及燃料电池汽车技术领域，尤其涉及一种燃料电池汽车的氮气增湿系统。


背景技术：

[0002]
燃料电池是燃料电池汽车燃料电池系统的核心部件，同时质子交换膜是燃料电池设备中最为重要的部位，质子交换膜结构的良好程度对燃料电池的输出性能有着直接的影响。质子交换膜的含水量会影响燃料电池的内阻大小，影响燃料电池的输出效率，进入燃料电池内部的气体进行相应的增湿显得很重要。氮气吹扫过程是燃料电池系统关机过程中的重要步骤，目的是吹出过多水分防止留到堵塞，但是气体过于干燥会降低质子交换膜含水量，影响下一次开机。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本实用新型提供了一种燃料电池汽车的氮气增湿系统。
[0004]
本实用新型提供一种燃料电池汽车的氮气增湿系统，包括燃料电池、增湿器、三通阀、氢瓶和氮气瓶，所述增湿器具有第一进气端、第二进气端、第一出气端和第二出气端，所述氮气瓶的第三出气端与所述增湿器的第一进气端连通，所述三通阀的第一连接端、第二连接端和第三连接端分别与所述氢瓶的第四出气端、所述增湿器的第一出气端和所述燃料电池的第三进气端连通，所述燃料电池的第五出气端与所述增湿器的第二进气端连通，所述增湿器的第二出气端连接有水汽分离单元，所述氢瓶与所述三通阀的连接管路上设有第一单向阀，所述氮气瓶与所述增湿器的连接管路上设有第二单向阀，所述增湿器的型号为h50g。
[0005]
进一步地，所述水汽分离单元为水汽分离器。
[0006]
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型所述的氮气增湿系统，可对燃料电池氮气吹扫进程中的气体进行增湿处理，防止燃料电池单体内部质子交换膜过于干燥，有利于降低不良运行过程对燃料电池自身结构的损伤。此外，该系统还具有结构简单的优点，在能实现对氮气增湿的前提下，系统内设计的零部件数量达到最小化，适用于燃料电池紧凑的安装空间。
附图说明
[0007]
图1是本实用新型所述一种燃料电池汽车的氮气增湿系统的结构示意图；
[0008]
图2是本实用新型所述增湿器气体流动原理图。
具体实施方式
[0009]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
[0010]
请参考图1-2，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池汽车的氮气增湿系统，包括燃料电池10、增湿器20、三通阀30、氢瓶40和氮气瓶50，所述增湿器20具有第一进气端、第二进气端、第一出气端和第二出气端，所述氮气瓶50的第三出气端与所述增湿器20的第一进气端连通，所述三通阀30的第一连接端、第二连接端和第三连接端分别与所述氢瓶40的第四出气端、所述增湿器20的第一出气端和所述燃料电池10的第三进气端连通，所述燃料电池10的第五出气端与所述增湿器20的第二进气端连通，所述增湿器20的第二出气端连接有水汽分离单元，所述氢瓶40与所述三通阀30的连接管路上设有第一单向阀60，所述氮气瓶50与所述增湿器20的连接管路上设有第二单向阀70。
[0011]
在本实用新型中，氢瓶40用于存储氢气，氮气瓶50用于存储氮气，增湿器20为物理增湿器，其型号为h50g，水汽分离单元为水汽分离器80。三通阀30与氢瓶40、增湿器20和燃料电池10，增湿器20与氮气瓶50和水汽分离单元均通过管路连通。当燃料电池10系统运行结束后，采用氮气对燃料电池10内部进行相应的吹扫时，氮气瓶50内的新鲜氮气流入增湿器20进行增湿处理处理后，得到新鲜的湿润氮气，并经过三通阀30输送至燃料电池10内，而从燃料电池10内输出的湿润氮气则再次进入增湿器20内，并从增湿器20的第二出气端流向水汽分离单元，由水汽分离器80将燃料电池10内输出的湿润氮气中的水分与气体分开，起到一个吸收水分的目的，且水汽分离器80直接将气体排出，气体释放到外界的一段管路水汽分离器80后端的管路，达到减缓管路的腐蚀的目的。本实用新型中的增湿器20，其内部新鲜氮气和排出燃料电池10内部的氮气未进行混合，分别流经不同的管路，在管路壁处只允许水分进行渗透，因此在增湿器20内部新旧气体利用含水量的差异，进行相应的水分渗透，以达到对新鲜氮气进行增湿的目的。此外，还能实现降低燃料电池10系统中辅助设备的功率损耗。而第一单向阀60和第二单向阀70即可实现氢气和氮气输送的自由切换，同时还可防止氢气和氮气倒流至各自管路。同理，三通阀30装置也可以达到防止氢气和氮气倒流现象，此外，其还能实现对多路气体的单独输送，各路气体的供应状态互不影响，还可使管道内的气体混合有一个较好缓冲，同时防止一种气体流至另一种气体的管道；本实用新型所述的氮气增湿系统，可对燃料电池10氮气吹扫进程中的气体进行增湿处理，防止燃料电池10单体内部质子交换膜过于干燥，有利于降低不良运行过程对燃料电池10自身结构的损伤。此外，该系统还具有结构简单的优点，在能实现对氮气增湿的前提下，系统内设计的零部件数量达到最小化，适用于燃料电池紧凑的安装空间。
[0012]
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
[0013]
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0014]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。