專利名稱：燃料電池加濕系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池加濕系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及可調(diào)節(jié)要 被供應(yīng)到燃料電池組的干燥空氣的濕度的燃料電池加濕系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池系統(tǒng)是發(fā)電系統(tǒng)，其將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。
燃料電池系統(tǒng)通常包括用于發(fā)電的燃料電池組，用于供應(yīng)燃料(氫 氣)至燃料電池組的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，用于供應(yīng)空氣中的氧氣至燃料電 池組的空氣供應(yīng)系統(tǒng)，氧氣是電化學(xué)反應(yīng)所需要的氧化劑，以及用于 將燃料電池組的反應(yīng)熱排出燃料電池系統(tǒng)并控制燃料電池組的工作溫 度的熱和水管理系統(tǒng)。
具有上述配置的燃料電池系統(tǒng)通過作為燃料的氫氣和空氣中氧氣 的電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)電并排出作為反應(yīng)副產(chǎn)物的熱和水。
其中，燃料電池系統(tǒng)需要濕潤的空氣以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。加濕是通 過以中空纖維膜或薄膜形式的膜而直接供應(yīng)水至燃料電池組，或通過 將從燃料電池組釋放的過飽和濕潤空氣的濕空氣與來自外部的干燥空 氣進(jìn)行交換而執(zhí)行的。
圖1是示出了其中濕潤空氣由燃料電池的傳統(tǒng)加濕系統(tǒng)供應(yīng)的情 況的視圖。如圖所示，來自外部的干燥空氣被風(fēng)機(jī)1強(qiáng)迫吹風(fēng)通過膜
加濕器2，且從燃料電池組3的出口排放的過飽和濕潤空氣通過膜加濕 器2 (然后排放到外部空氣)，因此通過過飽和濕潤空氣和干燥空氣之 間的濕氣交換實(shí)現(xiàn)加濕。從而加濕的空氣被供應(yīng)到燃料電池組3。
膜加濕器2是采用中空纖維膜的氣體-氣體膜加濕器。在使用這樣 的膜加濕器2時(shí)，因?yàn)榭梢愿叨燃删哂写蠼佑|表面積的中空纖維膜， 即使容量(capacity)小也能實(shí)現(xiàn)燃料電池組3的充分加濕。此外，因 為在從燃料電池組3排放的高溫未反應(yīng)氣體中包含的濕空氣和熱被收 集并再利用，可以節(jié)省燃料電池組3加濕需要的濕空氣和能量。
一個(gè)直接影響燃料電池系統(tǒng)的操作性能的因素是含水量。具體地， 必須供應(yīng)超過預(yù)定量的濕空氣至膜電極組件(MEA)的催化劑層中的
電解質(zhì)膜和離子聚合物(ionomer)，從而獲得電解質(zhì)膜和離子聚合物的 最大離子導(dǎo)電性。
這里，膜加濕器2的功能是通過膜表面將在從燃料電池組3高溫 排放的未反應(yīng)氣體中包含的濕氣和熱供應(yīng)至室溫干燥氣體，該室溫干 燥氣體被供應(yīng)至燃料電池組3，因此實(shí)現(xiàn)燃料電池組3的加濕和溫度保 持。
傳統(tǒng)膜加濕器主要包括干燥空氣通過的中空纖維膜束(bundle), 和從燃料電池組3排放的過飽和濕潤空氣通過的殼體。在該情況下， 殼體基本上為圓筒形狀，包括干燥空氣和過飽和濕潤空氣通過的入口 和出口。
然而，傳統(tǒng)加濕系統(tǒng)具有下面的缺點(diǎn)。
首先，高于某水平的濕度在適于低電流和低輸出區(qū)的同時(shí)，在高 電流和高輸出區(qū)可增加從陰極產(chǎn)生的水量。
在高電流和高輸出區(qū)從陰極產(chǎn)生的水量的增加可增加陰極處物質(zhì) 轉(zhuǎn)移阻力，引起溢流問題。這進(jìn)而可阻塞陰極處的空氣供應(yīng)并引起空 氣缺乏的問題。結(jié)果，可加速燃料電池催化劑的退化，并且可顯著降 低燃料電池的耐用性。
從而，在高電流和高輸出區(qū)，需要將濕空氣量降低至某個(gè)水平。 盡管如此，傳統(tǒng)膜加濕器在低電流區(qū)和高電流區(qū)之間濕空氣量上差別 很??；高電流區(qū)具有超過RH80M的加濕性能，RH80。/。類似于低電流 區(qū)濕度水平。此外，傳統(tǒng)膜加濕器有缺點(diǎn)，因?yàn)樵诟唠娏鲄^(qū)，隨著氣 流量的增加，壓力降增加且風(fēng)機(jī)負(fù)載增加。
該背景技術(shù)中揭示的信息僅是為了增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，而 不能當(dāng)作對形成本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息的承認(rèn)，或當(dāng) 作任何形式的建議。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明努力解決上面的問題，且本發(fā)明的目的是提供燃料電池的 加濕系統(tǒng)，其可調(diào)節(jié)要被供應(yīng)到燃料電池組的干燥空氣的加濕量并防
止的溢流和缺乏的問題。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供了燃料電池的加濕系統(tǒng)，加濕系統(tǒng) 包括第一膜加濕器，其包括在第一殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜； 第二膜加濕器，其包括在第二殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜，該中空 纖維膜的直徑大于第一膜加濕器的中空纖維膜的直徑，且該中空纖維 膜的孔徑尺寸小于第一膜加濕器的中空纖維膜的孔徑尺寸；和流動路 徑開關(guān)閥門，其設(shè)置在第二膜加濕器的后端，用于選擇性地打開或關(guān) 閉要被供應(yīng)到燃料電池的燃料電池組的加濕空氣的排放流動路徑。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供燃料電池的加濕系統(tǒng)，加濕 系統(tǒng)包括第一膜加濕器，其包括在第一殼體中的至少一個(gè)中空纖維 膜；第二膜加濕器，其包括在第二殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜，該 中空纖維膜的數(shù)目小于第一膜加濕器的中空纖維膜的數(shù)目；和流動路 徑開關(guān)閥門，其設(shè)置在第二膜加濕器的后端，用于選擇性地打開或關(guān) 閉要被供應(yīng)到燃料電池的燃料電池組的加濕空氣的排放流動路徑。
在上面的實(shí)施例中，第一和第二膜加濕器相對于從外部空氣供應(yīng) 的干燥空氣被輸送到第一和第二膜加濕器所經(jīng)過的流動路徑和加濕空 氣被供應(yīng)到燃料電池組所經(jīng)過的流動路徑的方向并聯(lián)設(shè)置。干燥空氣 流經(jīng)全部或部分的中空纖維膜，而從燃料電池的燃料電池組排放的過 飽和濕空氣流經(jīng)第一和第二殼體的內(nèi)部，從而可通過干燥空氣和過飽 和濕空氣之間的濕氣交換形成加濕空氣。
優(yōu)選，流動路徑開關(guān)閥門是壓力閥，該壓力閥可在空氣壓力增加 到超過預(yù)定水平時(shí)自動打開。
還優(yōu)選，流動路徑開關(guān)閥門是電子閥門，該電子閥門可根據(jù)從外 部供應(yīng)的電信號而打開或關(guān)閉。在這種情況下，系統(tǒng)可進(jìn)一步包括 電流傳感器，其用于檢測從燃料電池組產(chǎn)生并輸出的電流量；和控制 器，其用于根據(jù)來自電流傳感器的輸出信號來確定高電流區(qū)，并輸出 控制信號以在高電流區(qū)中打開電子閥門?？刹挥秒娏鱾鞲衅鞫捎锰?板傳感器(pedal sensor)。
可以理解，術(shù)語"車輛"或"車輛的"或這里使用的其他類似術(shù) 語包括廣義的機(jī)動車輛，如包括運(yùn)動型多用途車(SUV)，巴士，卡車， 多種商業(yè)車輛等的乘用車，包括各種艇和船水運(yùn)工具，飛行器等。本
系統(tǒng)對于多種機(jī)動車輛特別有用。
本發(fā)明的其他方面在下面說明。
圖1是示出了濕空氣由傳統(tǒng)的燃料電池加濕系統(tǒng)供應(yīng)的狀態(tài)的視
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的燃料電池加濕系統(tǒng)在低電流和低輸出 區(qū)的配置和操作狀態(tài)的視圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的燃料電池的加濕系統(tǒng)在低電流和低輸 出區(qū)的配置和操作狀態(tài)的視圖4是示出了本發(fā)明的加濕系統(tǒng)中，使用了采用不同類型的中空 纖維膜束的膜加濕器的視圖；并且
圖5是框圖，其示出了在本發(fā)明的加濕系統(tǒng)中，由根據(jù)來自控制 器的電信號打開和關(guān)閉的電子閥門作為流動路徑開關(guān)閥門的配置例 子。
附圖中給出的標(biāo)識號包括下文中進(jìn)一步討論的如下元件 10:風(fēng)機(jī) 21:第一膜加濕器
21a:中空纖維膜 22:第二膜加濕器
22a:中空纖維膜 23:流動路徑開關(guān)閥門
30:燃料電池組
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)參考本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，其中的實(shí)例在附圖中示出，在 全文中相似的標(biāo)識號表示相似的元件。下面參考
實(shí)施例以便 解釋本發(fā)明。
本發(fā)明提供用于燃料電池的加濕系統(tǒng)，其能夠按照燃料電池組產(chǎn) 生的電流量或車輛的輸出調(diào)節(jié)對干燥空氣的加濕量。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的燃料電池加濕系統(tǒng)在低電流和低輸出 區(qū)中的配置和操作狀態(tài)的視圖，而圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的燃料電 池加濕系統(tǒng)在高電流和高輸出區(qū)中的配置和操作狀態(tài)的視圖。
如圖所示，本發(fā)明的加濕系統(tǒng)包括多個(gè)膜加濕器21和22，其采用
中空纖維膜21a和22a。
包括中空纖維膜21a和22a的中空纖維膜束被設(shè)置在各膜加濕器 21和22的殼體中。各膜加濕器21和22中采用的中空纖維膜21a和 22a具有不同的直徑和孔徑尺寸。也就是，膜加濕器21和22采用不同 類型的中空纖維膜21a和22a。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2和3所示，提供了采用不同類型 的中空纖維膜21a和22a的兩個(gè)膜加濕器21和22。具體地，膜加濕器 21采用中空纖維膜束21a，其具有較小的直徑和較大的孔徑尺寸，且 膜加濕器22采用中空纖維膜束22a，其具有較大的直徑和較小的孔徑 尺寸。
在下文中將采用具有較小直徑和較大孔徑尺寸的中空纖維膜束 21a的膜加濕器21稱為第一膜加濕器，且在下文中將具有較大直徑和 較小孔徑尺寸的中空纖維膜束22a的膜加濕器22稱為第二膜加濕器。
圖4是示出了在本發(fā)明的加濕系統(tǒng)中采用不同類型的中空纖維膜 束的膜加濕器的使用的視圖。如圖所示，第一膜加濕器21采用具有較 小直徑的中空纖維膜21a，而第二膜加濕器22采用具有較大直徑的中 空纖維膜22a。根據(jù)中空纖維膜的數(shù)目，第二膜加濕器22采用較小數(shù) 目的具有較大直徑的中空纖維膜22a。盡管圖4中沒有示出，中空纖維 膜22a的孔徑尺寸小于中空纖維膜21a的孔徑尺寸。注意，孔設(shè)置在 膜的側(cè)壁部分，濕氣交換是通過這些孔實(shí)現(xiàn)的。
如圖所示，第一和第二膜加濕器21和22相對于連接到風(fēng)機(jī)10的 干燥空氣流動路徑和連接到燃料電池組30的濕潤空氣流動路徑并聯(lián)設(shè) 置，并相對于連接到燃料電池組30的出口的過飽和濕空氣流動路徑串 聯(lián)設(shè)置。
為了這個(gè)目的，通過在各膜加濕器21和22上游的流動路徑和殼 體的入口輸送的干燥空氣，流動通過在各膜加濕器21和22的殼體中 設(shè)置的中空纖維膜21a和22a內(nèi)部，并通過各膜加濕器21和22的殼 體出口排放，以沿著在各膜加濕器21和22的下游的流動路徑流動。 此外，安裝在兩個(gè)膜加濕器21和22中的過飽和濕空氣的流動路徑彼 此連通，從而從燃料電池組30的出口排放的過飽和濕空氣通過連接到 燃料電池組30的出口的流動路徑連續(xù)地流經(jīng)第一膜加濕器的殼體內(nèi)
部，然后流經(jīng)第二膜加濕器的殼體內(nèi)部，以被排放到外部空氣中。
從而，被風(fēng)機(jī)10強(qiáng)迫吹出的干燥空氣可分叉到并流經(jīng)第一膜加濕
器21和第二膜加濕器22，并且從燃料電池組30排放的過飽和濕空氣 可依次流經(jīng)第一膜加濕器21和第二膜加濕器22。
此時(shí)，通過依次流經(jīng)第一膜加濕器21和第二膜加濕器22的過飽 和濕空氣與流經(jīng)各膜加濕器21和22的中空纖維膜內(nèi)部的干燥空氣之 間的濕氣交換，實(shí)現(xiàn)對干燥空氣的加濕，且因此加濕的空氣經(jīng)流動路 徑供應(yīng)到燃料電池組30。
其時(shí)，防止逆流和選擇性打開和關(guān)閉第二膜加濕器22的排放流動 路徑的流動路徑開關(guān)閥門23設(shè)置在第二膜加濕器22的后端?？墒褂?被動型壓力閥作為流動路徑開關(guān)閥門23，其在流經(jīng)第二膜加濕器22 的空氣壓力增加到超過預(yù)定水平時(shí)打開排放流動路徑。
在閥門領(lǐng)域，通用的根據(jù)壓力打開和關(guān)閉流動路徑的壓力閥是被 配置成能夠通過流動路徑中流體施加的壓力和彈簧力實(shí)現(xiàn)打開和關(guān)閉 操作的壓力閥。在這類公知的壓力閥中，由于彈簧在流體壓力超過設(shè) 計(jì)壓力水平時(shí)變形，因此閥門中的流動路徑打開，且如果流體的壓力 減小到設(shè)計(jì)壓力水平以下，則閥門中流動路徑由于彈簧的彈力而關(guān)閉。
此外，可使用通過電信號開關(guān)排放流動路徑的電子閥門，作為在 第二膜加濕器22的后端的流動路徑開關(guān)閥門23。這樣的電子閥門是由 從控制器9輸出的控制信號主動控制的壓力閥?？墒褂妙愃破胀ü?jié)流 閥的電子閥，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電信號驅(qū)動，從而閥瓣(flap)旋轉(zhuǎn)以打 開和關(guān)閉流動路徑。
在低電流和低輸出區(qū)，由風(fēng)機(jī)IO吹出的空氣的量小，從而相對少 量的濕空氣被供應(yīng)到燃料電池組30。在第二膜加濕器22的流動路徑開 關(guān)閥門23預(yù)置關(guān)閉的情況下，由風(fēng)機(jī)10吹出的干燥空氣流經(jīng)第一膜 加濕器21 ，從而加濕的空氣被供應(yīng)到燃料電池組30。
類似地，在低電流和低輸出區(qū)，僅通過采用具有小直徑和較大孔 徑尺寸的中空纖維膜21a的第一膜加濕器21即可實(shí)現(xiàn)充分的加濕量。
在采用根據(jù)流體壓力打開流動路徑的被動型壓力閥中，因?yàn)榈碗?流和低輸出區(qū)中空氣壓力低，所以壓力閥關(guān)閉。從而，第二膜加濕器 22的排放流動路徑被關(guān)閉，且因此空氣不流入具有較大直徑和較小孔
徑尺寸的中空纖維膜束22a中。
相比之下，在由風(fēng)機(jī)io吹出的空氣量增加的高電流和高輸出區(qū)，
在第二膜加濕器22的流動路徑開關(guān)閥門23打開的情況下，由風(fēng)機(jī)10 吹出的干燥空氣同時(shí)流經(jīng)第一膜加濕器21和第二膜加濕器22，由第一 膜加濕器21和第二膜加濕器22加濕的空氣被供應(yīng)到燃料電池組30。
這樣，在高電流和高輸出區(qū)，采用具有較小直徑和較大孔徑尺寸 的中空纖維膜21a的第一膜加濕器21和采用具有較大直徑和較小孔徑 尺寸的中空纖維膜22a的第二膜加濕器22同時(shí)用于執(zhí)行加濕，因此適 當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)加濕量。
在這種情況下，因?yàn)樵诟唠娏骱透咻敵鰠^(qū)中風(fēng)機(jī)10吹出的空氣量 大，所以流動路徑開關(guān)閥門23，即彈簧型壓力閥被大量空氣的壓力打 開，從而，部分空氣可流經(jīng)第二膜加濕器22的中空纖維膜束22a。因 此，加濕器的排放壓力減小，同時(shí)，量減少的加濕空氣被供應(yīng)給燃料 電池組30。
這樣，流動路徑開關(guān)閥門23，即彈簧型壓力閥在高電流和高輸出 區(qū)的氣壓增加到超過預(yù)定水平時(shí)自動打開。
在由控制器電信號打開和關(guān)閉的電子閥門被用作流動路徑開關(guān)閥 門23的情況下，如圖5所示，控制器9從用于檢測燃料電池組30產(chǎn) 生并輸出的電流量的電流傳感器8確定高電流區(qū)，并輸出控制信號以 在高電流區(qū)中打開流動路徑開關(guān)閥門23。
作為另一種方法，控制器9基于從用于檢測由駕駛員致動的油門 踏板下壓量(踏板致動量)的踏板傳感器8'輸入的信號，根據(jù)油門踏 板的下壓量確定高輸出區(qū)，并輸出控制信號以在高輸出區(qū)打開流動路 徑開關(guān)閥門23。
在這種情況下，第一膜加濕器21和第二膜加濕器22同時(shí)用于加 濕空氣。
當(dāng)然，如果根據(jù)踏板傳感器8'的檢測值確定低電流和低輸出區(qū)， 控制器9輸出控制信號以關(guān)閉流動路徑開關(guān)閥門23。
在這種情況下，因?yàn)榈诙ぜ訚衿?2的流動路徑被截?cái)?，僅通過 第一膜加濕器21進(jìn)行加濕。
盡管上文中已經(jīng)說明了關(guān)于使用兩個(gè)采用不同的中空纖維膜的膜
加濕器的情況，可以通過在兩個(gè)膜加濕器中采用同一類型的中空纖維 膜和通過改變中空纖維膜的數(shù)目實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，如本發(fā)明另一個(gè) 實(shí)施例。
也就是，使用同樣的中空纖維膜，和改變在各膜加濕器中所采用 的中空纖維膜的數(shù)目以調(diào)節(jié)所需的加濕量。
首先，第一膜加濕器具有相對少量的中空纖維膜，而第二膜加濕 器具有相對大量的中空纖維膜。
除了在第一和第二膜加濕器中采用的中空纖維膜數(shù)目的變化以 外，如安裝在第二膜加濕器中的流動路徑開關(guān)閥門等其他部件與上述 相同。
按照本發(fā)明實(shí)施例，流動路徑開關(guān)閥門的操作狀態(tài)和實(shí)現(xiàn)的效果 與上述相同。
如上所述，本發(fā)明提供了燃料電池的加濕系統(tǒng)，其中根據(jù)由燃料 電池組產(chǎn)生的電流量或車輛輸出選擇性使用多個(gè)膜加濕器，從而調(diào)節(jié) 要被供應(yīng)到燃料電池組的干燥空氣的加濕量，其中所述多個(gè)膜加濕器 使用具有不同直徑和孔徑尺寸的不同類型的中空纖維膜，或具有不同 數(shù)目的中空纖維膜。
具體地，因?yàn)榭筛鶕?jù)條件適當(dāng)調(diào)節(jié)加濕量，可以防止燃料電池組 陰極附近的溢流現(xiàn)象和其中陰極處空氣供應(yīng)不足的缺乏現(xiàn)象。
此外，可防止由于缺乏現(xiàn)象導(dǎo)致的燃料電池催化劑的惡化和耐用 性的惡化。而且可通過減小由氣電流增加產(chǎn)生的壓力降而減小風(fēng)機(jī)的 負(fù)載。
本發(fā)明已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解，可對這些實(shí)施例中做出改變而不偏離本發(fā)明的原理和精神， 本發(fā)明的范疇由權(quán)利要求及其等效權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于燃料電池的加濕系統(tǒng)，所述加濕系統(tǒng)包括第一膜加濕器，其包括在第一殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜；第二膜加濕器，其包括在第二殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜，該中空纖維膜的直徑大于所述第一膜加濕器的中空纖維膜的直徑，且該中空纖維膜的孔徑尺寸小于所述第一膜加濕器的中空纖維膜的孔徑尺寸；和流動路徑開關(guān)閥門，其設(shè)置在所述第二膜加濕器的后端，用于選擇性地打開或關(guān)閉要被供應(yīng)到所述燃料電池的燃料電池組的加濕空氣的排放流動路徑，其中所述第一和第二膜加濕器相對于從外部空氣供應(yīng)的干燥空氣被輸送到所述第一和第二膜加濕器所經(jīng)過的流動路徑和所述加濕空氣被供應(yīng)到所述燃料電池組所經(jīng)過的流動路徑的方向并聯(lián)設(shè)置；并且所述干燥空氣流經(jīng)全部或部分的中空纖維膜，而從所述燃料電池的所述燃料電池組排放的過飽和濕空氣流經(jīng)所述第一和第二殼體的內(nèi)部，從而可通過所述干燥空氣和所述過飽和濕空氣之間的濕氣交換形成所述加濕空氣。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述流動路徑開關(guān)閥門是壓力 閥，該壓力閥可在空氣壓力增加到超過預(yù)定水平時(shí)自動打開。
3. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述流動路徑開關(guān)閥門是電子 閥門，該電子閥門可根據(jù)從外部供應(yīng)的電信號而打開或關(guān)閉。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電流傳感器，其用于檢測從所述燃料電池組產(chǎn)生并輸出的電流量；和控制器，其用于根據(jù)來自所述電流傳感器的輸出信號來確定高電 流區(qū)，并輸出控制信號以在所述高電流區(qū)中打開所述電子閥門。
5. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括踏板傳感器，其用于檢測由駕駛員致動的油門踏板的下壓量；和 控制器，其用于根據(jù)來自所述踏板傳感器的輸出信號來確定高輸 出區(qū)，并輸出控制信號以在所述高輸出區(qū)中打開所述電子閥門。
6. —種用于燃料電池的加濕系統(tǒng)，所述加濕系統(tǒng)包括 第一膜加濕器，其包括在第一殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜； 第二膜加濕器，其包括在第二殼體中的至少一個(gè)中空纖維膜，該中空纖維膜的數(shù)目小于所述第一膜加濕器的中空纖維膜的數(shù)目；和流動路徑開關(guān)閥門，其設(shè)置在所述第二膜加濕器的后端，用于選擇性地打開或關(guān)閉要被供應(yīng)到所述燃料電池的燃料電池組的加濕空氣的排放流動路徑，其中所述第一和第二膜加濕器相對于從外部空氣供應(yīng)的干燥空氣被輸送到所述第一和第二膜加濕器所經(jīng)過的流動路徑和所述加濕空氣被供應(yīng)到所述燃料電池組所經(jīng)過的流動路徑的方向并聯(lián)設(shè)置；并且所述干燥空氣流經(jīng)全部或部分的中空纖維膜，而從所述燃料電池的所述 燃料電池組排放的過飽和濕空氣流經(jīng)所述第一和第二殼體的內(nèi)部，從 而可通過所述干燥空氣和所述過飽和濕空氣之間的濕氣交換形成所述 加濕空氣。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述流動路徑開關(guān)閥門是壓力 閥，該壓力閥可在空氣壓力增加到超過預(yù)定水平時(shí)自動打開。
8. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述流動路徑開關(guān)閥門是電子 閥門，該電子閥門可根據(jù)從外部供應(yīng)的電信號而打開或關(guān)閉。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電流傳感器，其用于檢測從所述燃料電池組產(chǎn)生并輸出的電流量；和控制器，其用于根據(jù)來自所述電流傳感器的輸出信號來確定高電 流區(qū)，并輸出控制信號以在所述高電流區(qū)中打開所述電子閥門。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括踏板傳感器，其用于檢測由駕駛員致動的油門踏板的下壓量；和 控制器，其用于根據(jù)來自所述踏板傳感器的輸出信號來確定高輸 出區(qū)，并輸出控制信號以在所述高輸出區(qū)中打開所述電子閥門。
全文摘要
本發(fā)明提供了燃料電池的加濕系統(tǒng)，其中根據(jù)由燃料電池組產(chǎn)生的電流量或車輛輸出選擇性地使用多個(gè)膜加濕器，該多個(gè)膜加濕器采用具有不同直徑和孔徑尺寸的不同類型的中空纖維膜；或具有不同數(shù)目的中空纖維膜，從而調(diào)節(jié)要被供應(yīng)到燃料電池組的干燥空氣的加濕量，并防止陰極處產(chǎn)生溢流現(xiàn)象和在陰極處空氣供應(yīng)量不足的缺乏現(xiàn)象。
文檔編號H01M8/04GK101383422SQ20071030705
公開日2009年3月11日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者全義植 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社