本發(fā)明屬于燃料電池，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于燃料電池的空氣增濕器及燃料電池系統(tǒng)。

背景技術：

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)作為目前最具前景和最受歡迎的燃料電池技術之一，具有無污染、能量轉換率高、充能時間短、工作溫度低、噪音低等眾多優(yōu)點，能廣泛應用于交通運輸車輛、熱電聯(lián)產(chǎn)、固定基站、移動便攜設備、無人機、軍用裝備等眾多領域。

2、燃料電池的水熱管理一直是該領域重點關注的問題，提高聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(pemfc)性能的最重要的因素中的一個因素是通過將一定量的水分供應到膜電極組件(mea)中的聚合物電解質(zhì)膜(pem)或質(zhì)子交換膜來保持功能效率。這是因為當聚合物電解質(zhì)膜是干的時，發(fā)電效率快速降低。

3、現(xiàn)有技術多采用膜交換式空氣增濕器已實現(xiàn)燃料電池內(nèi)部增濕，申請?zhí)枮?02180087308.2的中國專利公開了一種將加濕氣體供應到燃料電池的燃料電池加濕系統(tǒng)，包括：多個加濕模塊，該多個加濕模塊配置為通過使用濕氣來加濕供應到燃料電池堆的電池氣體；加濕器，該加濕器配置為將濕氣供應到加濕模塊并將從加濕模塊排出的濕氣排出；供應蓋，該供應蓋聯(lián)接到加濕部的一側以將電池氣體供應到加濕模塊；以及排出蓋，該排出蓋聯(lián)接到加濕部的另一側以將從加濕模塊排出的電池氣體排出到燃料電池堆，并且每個加濕模塊包括聯(lián)接到多個中空纖維膜的濾芯、聯(lián)接到一個或多個濾芯的中間殼體、形成為穿透中間殼體使得濕氣被供應到中間殼體中的供應孔以及形成為穿透中間殼體使得濕氣被排出中間殼體的排出孔，并且加濕部包括在其中容納加濕模塊的加濕主體、將濕氣供應到加濕主體的供應構件以及將濕氣從加濕主體排出的排出構件。該專利中，燃料電池的加濕系統(tǒng)中通過中空纖維膜將電堆出口的水分直接將入堆氣體進行增濕。由于對增濕器流阻與水交換效率的要求，因此增濕器需要大量的交換面積，導致增濕器體積大、成本高，且增濕器壽命受膜的影響較大。

4、希望提供一種改進的用于燃料電池的空氣增濕器，特別是關于如何降低成本。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提供一種用于燃料電池的空氣增濕器，目的是降低成本。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：用于燃料電池的空氣增濕器，包括前段通道切換系統(tǒng)、后段通道切換系統(tǒng)和用于對流向電堆的空氣進行加濕的加濕系統(tǒng)，前段通道切換系統(tǒng)與加濕系統(tǒng)、氣源和尾排系統(tǒng)連接，后段通道切換系統(tǒng)與電堆和加濕系統(tǒng)連接，后段通道切換系統(tǒng)設置成用于將電堆排出的水引導至加濕系統(tǒng)。

3、所述加濕系統(tǒng)位于所述前段通道切換系統(tǒng)和所述后段通道切換系統(tǒng)之間，后段通道切換系統(tǒng)位于所述電堆和加濕系統(tǒng)之間。

4、所述加濕系統(tǒng)包括增儲濕罐，增儲濕罐至少設置兩個，增儲濕罐與所述前段通道切換系統(tǒng)和后段通道切換系統(tǒng)連接，增儲濕罐設置成用于接收來自所述前段通道切換系統(tǒng)的空氣并對空氣進行加濕，且可用于接收來自所述后段通道切換系統(tǒng)的水。

5、所述加濕系統(tǒng)中，至少一個所述增儲濕罐設置成用于接收來自所述前段通道切換系統(tǒng)的空氣并對空氣進行加濕，至少一個所述增儲濕罐設置成用于接收來自所述后段通道切換系統(tǒng)的水。

6、設置加熱裝置，加熱裝置設置成用于對正在接收來自所述前段通道切換系統(tǒng)的空氣的所述增儲濕罐進行加熱。

7、設置降溫裝置，降溫裝置設置成用于對正在接收來自所述后段通道切換系統(tǒng)的水的所述增儲濕罐進行降溫。

8、所述增儲濕罐設置兩個。

9、所述前段通道切換系統(tǒng)包括第一切換閥，第一切換閥與所述氣源和所述加濕系統(tǒng)連接。

10、所述后段通道切換系統(tǒng)包括第二切換閥，第二切換閥與所述電堆和所述加濕系統(tǒng)連接。

11、本發(fā)明還提供了一種燃料電池系統(tǒng)，包括所述的用于燃料電池的空氣增濕器。

12、本發(fā)明的用于燃料電池的空氣增濕器，通過將儲水與加濕動作分離，可顯著降低增濕系統(tǒng)體積和成本，并能提高使用壽命。

技術特征：

1.用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：包括前段通道切換系統(tǒng)、后段通道切換系統(tǒng)和用于對流向電堆的空氣進行加濕的加濕系統(tǒng)，前段通道切換系統(tǒng)與加濕系統(tǒng)、氣源和尾排系統(tǒng)連接，后段通道切換系統(tǒng)與電堆和加濕系統(tǒng)連接，后段通道切換系統(tǒng)設置成用于將電堆排出的水引導至加濕系統(tǒng)。

2.根據(jù)權利要求1所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：所述加濕系統(tǒng)位于所述前段通道切換系統(tǒng)和所述后段通道切換系統(tǒng)之間，后段通道切換系統(tǒng)位于所述電堆和加濕系統(tǒng)之間。

3.根據(jù)權利要求1所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：所述加濕系統(tǒng)包括增儲濕罐，增儲濕罐至少設置兩個，增儲濕罐與所述前段通道切換系統(tǒng)和后段通道切換系統(tǒng)連接，增儲濕罐設置成用于接收來自所述前段通道切換系統(tǒng)的空氣并對空氣進行加濕，且可用于接收來自所述后段通道切換系統(tǒng)的水。

4.根據(jù)權利要求3所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：所述加濕系統(tǒng)中，至少一個所述增儲濕罐設置成用于接收來自所述前段通道切換系統(tǒng)的空氣并對空氣進行加濕，至少一個所述增儲濕罐設置成用于接收來自所述后段通道切換系統(tǒng)的水。

5.根據(jù)權利要求4所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：設置加熱裝置，加熱裝置設置成用于對正在接收來自所述前段通道切換系統(tǒng)的空氣的所述增儲濕罐進行加熱。

6.根據(jù)權利要求4所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：設置降溫裝置，降溫裝置設置成用于對正在接收來自所述后段通道切換系統(tǒng)的水的所述增儲濕罐進行降溫。

7.根據(jù)權利要求3至6任一所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：所述增儲濕罐設置兩個。

8.根據(jù)權利要求1至7任一所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：所述前段通道切換系統(tǒng)包括第一切換閥，第一切換閥與所述氣源和所述加濕系統(tǒng)連接。

9.根據(jù)權利要求1至7任一所述的用于燃料電池的空氣增濕器，其特征在于：所述后段通道切換系統(tǒng)包括第二切換閥，第二切換閥與所述電堆和所述加濕系統(tǒng)連接。

10.燃料電池系統(tǒng)，其特征在于：包括權利要求1至9任一所述的用于燃料電池的空氣增濕器。

技術總結
本發(fā)明公開了一種用于燃料電池的空氣增濕器，包括前段通道切換系統(tǒng)、后段通道切換系統(tǒng)和用于對流向電堆的空氣進行加濕的加濕系統(tǒng)，前段通道切換系統(tǒng)與加濕系統(tǒng)、氣源和尾排系統(tǒng)連接，后段通道切換系統(tǒng)與電堆和加濕系統(tǒng)連接，后段通道切換系統(tǒng)設置成用于將電堆排出的水引導至加濕系統(tǒng)。本發(fā)明的用于燃料電池的空氣增濕器，通過將儲水與加濕動作分離，可顯著降低增濕系統(tǒng)體積和成本，并能提高使用壽命。本發(fā)明還公開了一種燃料電池系統(tǒng)。

技術研發(fā)人員：范冬琪,顧灶德,吳海龍,朱嘉煒
受保護的技術使用者：安徽瑞氫動力科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19