專利名稱：車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池氫氣供給系統(tǒng)，尤其是-一種車用燃料電池的自動(dòng)力 "t體增壓循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池汽車上的氫氣供給系統(tǒng)，是將高壓氣瓶中的氫氣通過高壓減壓
閥減壓和穩(wěn)壓后達(dá)到燃料電池所需的壓力0.05MPa，流經(jīng)電堆化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生 電能，未反應(yīng)的氫氣又通過水氣分離后由氫氣增壓泵增壓后返回到氫氣供給 系統(tǒng)中，形成氫氣循環(huán)。由于電堆工作時(shí)要求氣體必須流動(dòng)，而且發(fā)電量越 大要求氣體流速越快。目前采用的方法是在電堆的下游出口安裝電動(dòng)隔膜 泵或氣體壓縮機(jī)，利用電能將多余的氫氣增壓后，送回電堆的上游入口，如 果電堆內(nèi)的氣體流動(dòng)還不滿足發(fā)電要求時(shí)，電堆的下游不得不向大氣放氣， 來加速電堆內(nèi)的氣體流動(dòng)速度，這樣電堆的電能必須首先供給電泵。這必然 耗費(fèi)大量的電能，而且向大氣排放的未反應(yīng)的氫氣白白浪費(fèi)掉。
大流量氫氣的增壓循環(huán)使用， 一直是燃料電池氫氣供給系統(tǒng)的難題，其
難點(diǎn)是氫氣質(zhì)量小，增壓必須使用容積泵，而容積泵的流量小，效率低，
功耗大；氫氣增壓如使用容積泵，則流量不能滿足需要。為滿足氫氣在系統(tǒng) 內(nèi)的大流量，如采用大功率的增壓泵，燃料電池發(fā)電供給大功率增壓泵，消 費(fèi)大量電能，得不喪失；如強(qiáng)行使氣體在電堆內(nèi)流動(dòng)，將氫氣直接排向大氣， 造成能源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的利用車載氣瓶?jī)?nèi)的高壓 氣體為動(dòng)力源，使用高壓氣體驅(qū)動(dòng)增壓泵，達(dá)到氫氣循環(huán)，避免氫氣浪費(fèi)。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 提供一種車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括車載氣瓶
1、 一級(jí)減壓閥2、氣驅(qū)氣增壓泵3、緩沖氣瓶4、 二級(jí)減壓閥5、電堆6、氣 水分離器7、 二級(jí)減壓閥8組成。
所述的車載氣瓶1通過高壓管道與一級(jí)減壓闊2連接，此時(shí)將氣瓶1內(nèi) 的氫氣降到1. 5MPa作為驅(qū)動(dòng)氣體輸送到氣動(dòng)增壓泵3;
所述的一級(jí)減壓閥2與氣動(dòng)增壓泵3連接，將得到的的l. 5MPa氣體氣體經(jīng) 過氣動(dòng)增壓泵3后的輸出輸送到氣體二級(jí)減壓閥5;
所述的二級(jí)減壓閥5與電堆6連接，直接將輸出壓力降到0.05MPa，作為電 堆6的電化學(xué)反應(yīng)氣體；
所述的電堆6使氫氣反應(yīng)產(chǎn)生電能，反應(yīng)后的剩余氫氣壓力大約為 0. 03MPa，剩余氣體通過管道與氣水分離器7連接后輸送到氣驅(qū)氣增壓泵3的增 壓輸入端進(jìn)行增壓到等于或大于O. 05MPa;
所述的緩沖瓶4與二級(jí)減壓閥8連接，使氣體的壓力穩(wěn)定在O. 05MPa同二級(jí) 減壓閥5的輸出氣體會(huì)合，輸送到到電堆6，再次作為電堆6的反應(yīng)氣體形成氫 氣增壓循環(huán)系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了一種車用燃料電池自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)，不但解決了 大功率燃料電池汽車的電堆氣體流動(dòng)問題，而且利用了自身能源，取消了電 動(dòng)泵，解決系統(tǒng)的內(nèi)耗難題。由于發(fā)明車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)解決了燃料電 池大流量氫氣循環(huán)流動(dòng)難題，避免氫氣的大量排向大氣，并且利用本身的高 壓氣體的勢(shì)能，為已使用過的低壓氣體增壓循環(huán)再次使用，解決了系統(tǒng)本身 的內(nèi)耗難題。


圖1是本發(fā)明車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)原理示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)--…歩詳細(xì)的說明。
圖1為本發(fā)明車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)的原理圖，包括
車載氣瓶l、 一級(jí)減壓閥2、氣驅(qū)氣增壓泵3、緩沖氣瓶4、 二級(jí)減壓閥5、 電堆6、氣水分離器7、 二級(jí)減壓閥8組成。車載氣瓶1通過高壓管道與一級(jí) 減壓閥2連接，此時(shí)將氣瓶1內(nèi)的氫氣降到1. 5MPa作為驅(qū)動(dòng)氣體輸送到氣動(dòng) 增壓泵3; —級(jí)減壓閥2與氣動(dòng)增壓泵3連接，將得到的的1. 5MPa氣體氣體 經(jīng)過氣動(dòng)增壓泵3后的輸出輸送到氣體二級(jí)減壓閥5; 二級(jí)減壓閥5與電堆6 連接，直接將輸出壓力降到0.05MPa，作為電堆6的電化學(xué)反應(yīng)氣體；電堆6 使氫氣反應(yīng)產(chǎn)生電能，反應(yīng)后的剩余氫氣壓力大約為0.03MPa,剩余氣體通 過管道與氣水分離器7連接后輸送到氣驅(qū)氣增壓泵3的增壓輸入端進(jìn)行增壓 到等于或大于0. 05MPa;緩沖瓶4與二級(jí)減壓閥8連接，使氣體的壓力穩(wěn)定 在0. 05MPa同二級(jí)減壓閥5的輸出氣體會(huì)合，輸送到到電堆6，再次作為電 堆6的反應(yīng)氣體形成氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)。
該系統(tǒng)是將高壓氣瓶?jī)?nèi)350MPa的氫氣通過--級(jí)減壓閥2降到1. 5MPa; 使用1. 5MPa氣體作為氣驅(qū)氣增壓泵3的驅(qū)動(dòng)氣體，經(jīng)過氣驅(qū)動(dòng)氣增壓泵后的氫氣，直接由二級(jí)減壓閥5將輸出壓力降到0. 05MPa，作為電堆6的電化學(xué) 反應(yīng)氣體。經(jīng)過電堆6反應(yīng)后的剩余氣體，壓力降低為0.03MPa，再經(jīng)過氣 水分離器7分離的氣體連接到氣驅(qū)氣增壓泵3的增壓輸入端，由氣驅(qū)氣增壓 泵增壓到等于或大于0.05MPa，經(jīng)過緩沖瓶4和二級(jí)減壓閥8保持壓力 ().05MPa，與二級(jí)減壓閥5輸出氣體會(huì)合連接到電堆，為電堆(6)的反應(yīng)氣
權(quán)利要求
1、一種車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)；其特征在于，該系統(tǒng)由車載氣瓶(1)、一級(jí)減壓閥(2)、氣驅(qū)氣增壓泵(3)、緩沖氣瓶(4)、二級(jí)減壓閥(5)、電堆(6)、氣水分離器(7)、二級(jí)減壓閥(8)組成，所述的車載氣瓶(1)通過高壓管道與一級(jí)減壓閥(2)連接；所述的一級(jí)減壓閥(2)與氣動(dòng)增壓泵(3)連接；所述的二級(jí)減壓閥(5)與電堆(6)連接；所述的電堆(6)與氣水分離器(7)連接分離后的氣水輸送到氣驅(qū)氣增壓泵(3)的增壓輸入端進(jìn)行增壓等于或大于0.05MPa；所述的緩沖瓶(4)與二級(jí)減壓閥(8)連接；使氣體的壓力穩(wěn)定在0.05MPa再次作為電堆(6)的反應(yīng)氣體形成氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車用燃料電池的自動(dòng)力氫氣增壓循環(huán)系統(tǒng)，利用車載氣瓶?jī)?nèi)的高壓氣體的勢(shì)能作為氣驅(qū)氣增壓泵的動(dòng)力，達(dá)到自動(dòng)循環(huán)并增壓。本發(fā)明解決了燃料電池電堆內(nèi)氣體流動(dòng)性技術(shù)難題，達(dá)到了發(fā)電效率高和延長(zhǎng)電池使用壽命。解決了為了達(dá)到氣體流動(dòng)，電堆內(nèi)的未反應(yīng)完的剩余氫氣不得不向外排放，能源浪費(fèi)問題。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101447574SQ20071017109
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者郭正柔, 陳衛(wèi)國(guó), 馬海濤 申請(qǐng)人:上海航天動(dòng)力科技工程有限公司