[实用新型]一种提高燃料电池包装模块内氢气安全的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于燃料电池领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池包装模块。

背景技术

质子交换膜燃料电池可以用作车、船的动力装置。以质子交换膜燃料电池为动力装置的发动机的工作方式与内燃机类似，必须连续不断地把氢燃料和氧化剂送入电池，并连续排出反应产物水和一定的废热以维持电池物料与热的平衡。

车、船用燃料电池包装壳防水防尘通常要达到IP55，甚至更高，为了达到防水防尘要求，现有的燃料电池是将燃料电池包装在一个密闭的壳体内，燃料电池工作的环境是封闭式的。现有燃料电池包装模块的不足是：燃料电池工作时，氢燃料有时会有少量泄漏窜入燃料电池包装模块的壳体内。燃料电池包装模块内存有氢气会关系到燃料电池的运行安全。现有的燃料电池包装模块的包装壳体是封闭的，无法排除包装壳体内的氢气。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种可以保证燃料电池包装模块内氢气安全的系统。本发明的技术方案是：一种提高燃料电池包装模块内氢气安全的系统，包括燃料电池系统的空气系统和燃料电池模块，空气系统包括空气滤清器、风机、空气尾排和湿焓转换装置，空气滤清器的空气出口用主线管路连接风机的入口，风机的出口用主线管路连接湿焓转换装置的新鲜空气入口，湿焓转换装置的新鲜空气出口用主线管路连接燃料电池的空气入口，燃料电池的空气出口用主线管路连接湿焓转换装置的废旧空气进口，燃料电池模块包括燃料电池和密闭包装燃料电池的包装壳体，其结构在于所述的燃料电池包装模块的包装壳体上开设有进气口和出气口，燃料电池包装模块的壳体上的进气口与风机的空气出口用支线管路连通，燃料电池包装模块的壳体上的出气口与风机的空气入口用支线管路连通。

本实用新型所述的一种提高燃料电池包装模块内氢气安全的系统，其结构在于所述的燃料电池包装模块的包装壳体上的进气口通过三通管件连接在风机的空气出口和湿焓转换装置的新鲜空气入口之间的管路上，所述的燃料电池包装模块的包装壳体上的出气口通过三通管件连接在空气滤清器的出口和风机的空气入口之间的管路上。

本实用新型所述的一种提高燃料电池包装模块内氢气安全的系统，其结构在于所述的燃料电池包装模块的包装壳体上的进气口开设在包装壳体的底部或者侧面，出气口开设在包装壳体的顶部或者侧面。

本实用新型所述的一种提高燃料电池包装模块内氢气安全的系统，其结构在于所述的支线管路的管径小于主线管路的管径，支线管路的管径与主线管路的管径之比在1∶1.5～1∶15之间。

本实用新型的工作流程是：风机工作时，风机送出的干空气分成两路：一路经湿焓转换装置加湿后进入燃料电池，另一路经燃料电池包装壳体上的进气口直接进入燃料电池包装壳体内。由于湿焓转换装置进气口比燃料电池密封壳体进气口的管径大，大部分空气进入湿焓转换装置经湿焓转换装置加湿后再进入燃料电池，反应后从燃料电池出来进入湿焓转换装置，最后排入大气。另一小部分空气由燃料电池密封壳体进气口进入燃料电池包装壳体，由于风机的空气入口处存在一个负压区，进入燃料电池包装模块壳体内的干空气在壳体内循环后，携带壳体内的从燃料电池泄漏出的氢气从燃料电池包装壳体上的出气口排出，并随由空气滤清器送出的新鲜空气一起进入风机，经风机增压后再送出，送出的空气重复分两路分别进入燃料电池和燃料电池包装模块壳体内，进入燃料电池的空气反应后由空气尾排排出，尾排的空气将带出其中的氢气，使燃料电池包装模块壳体内的氢气浓度得到降低。这一过程始终随风机运转而不断进行。

本实用新型的优点是：由于在燃料电池的包装模块壳体上开设了与风机的空气出口连通的进气口和与风机的空气入口连通的出气口，万一有氢气泄漏，可使燃料电池包装模块壳体内窜入的部分氢气，在风机的作用下，不断的随空气流动排出包装模块，从而保证燃料电池包装模块壳体内氢气浓度不影响燃料电池的安全运行。

附图说明

本发明有附图一幅，为本实用新型的系统示意图。

附图中，1、空气滤清器  2、风机  3、燃料电池外包装壳体上进气口  4、空气尾排  5、湿焓转换装置  6、燃料电池堆  7、燃料电池外包装壳体上出气口  8、燃料电池外包装壳体  9、风机的空气入口  10、风机的空气出口11、湿焓转换装置的新鲜空气入口  12、湿焓转换装置的新鲜空气出口  13、湿焓转换装置的废旧空气进口

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步说明。实施例是在燃料电池系统的燃料电池堆外包装模块的壳体8上部和底部各开设一个通气孔，通气孔的直径是空气系统主线管路直径的1/8，通气孔用密封管件联结，分别是进气口3和出气口7。在燃料电池系统的空气系统中，增加了两路干空气支线管路：在空气滤清器1出口和风机2空气入口9之间的管路上用异径三通管件连接出一路空气支线管路，该管路与燃料电池堆外包装模块壳体8上部开设的出气口7连接；在风机2的空气出口10和湿焓转换装置5的新鲜空气入口11之间的管路上用异径三通管件连接出另一路空气支线管路，该管路与燃料电池堆包装模块壳体8底部开设的进气口3连接。各管路的连接处都是密封联接。增加的两路支路干空气管路的管径比燃料电池系统的主空气系统的管径细，是空气系统的主线管径的1/8。