[实用新型]燃料电池用的气液分离装置以及燃料电池系统

说明书

本实用新型提供了一种燃料电池用的气液分离装置以及燃料电池系统，气液分离装置包括：主体；隔板结构，将主体的内腔分割成入口腔体、气液分离腔体以及位于它们下方且与它们相同的储液腔体，气液分离腔体与入口腔体在顶部相通；设置在入口腔体上的入口；挡板结构，设置在气液分离腔体内，用于阻挡进入到气液分离腔体内的气液混合物以使其转向；排气腔体，与气液分离腔体连通并且相对于挡板结构设置在气液分离腔体与入口腔体的连通处的相对侧，排气腔体由气液分离腔体向上延伸并在其顶部设有气体出口；设置在储液腔体底部的排液口。本实用新型的气液分离装置对于高度差的依赖性小，气液分离效果稳定，结构紧凑，连接接口布置灵活，成本低。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池用的气液分离装置以及燃料电池系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池系统的水管理是影响质子交换膜燃料电池系统运行的关键因素之一。燃料电池氢气侧出堆混合物中主要含有氢、氮及水等成分，其中所包含的水常以气液混合物形式存在，即通常同时含有水蒸汽及液态水。如若出堆混合物中液态水未能被及时分离，氢气回流路会将其重新带至电堆入口，会影响电堆的运行湿度控制，严重时会造成电堆内部堵水。为去除燃料电池氢气侧出堆混合物中的所含的液态水滴，电堆氢气出口一般都设有气液分离结构或装置。

常用的气液分离装置根据用途及需求可分为离心式、惯性/重力分离、滤芯式等形式。

惯性/重力气液分离装置主要利用被分离的气液混合物中气相、液相密度的差异，在气液分离装置流动过程中受惯性及重力作用后气相、液相的流动轨迹不同，形成气体聚集区和液体聚集区。惯性/重力气液分离装置结构简单，不需额外驱动能量，流动损失小，运行可靠程度高。这样的惯性 /重力气液分离装置主要依赖于重力势能差(即高度差)来实现气液分离的目的，需要气液混合物入口、排液出口及排气口间存在足够的高度差，气液分离装置与燃料电池系统部件连接接口布置相应地需要足够的空间，紧凑型较大。另外，传统的惯性/重力气液分离装置需要较大的储液容积，并且气液分离效率受气流瞬态变化、液位晃动等因素干扰大。然而，车用燃料电池系统空间布置受限，要求结构紧凑，并且具有工况负载变化大、车辆运行晃动幅度大等特点。传统的惯性/重力气液分离装置用于车用燃料电池系统一般具有以下缺点：(1)体积较大，储水容积较大，空间布置要求高；(2)气液分离效果受车辆瞬态运行状态敏感性高，气液分离效果不稳定。

另外，滤芯式气液分离装置的流动损失相对偏高，滤芯易堵塞，抗高低温性差，并且需要定期更换。

因此，目前需要提供一种结构简单、分离效率高的气液分离装置，以满足车用燃料电池系统发展需求。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题提供一种燃料电池用的气液分离装置，本实用新型的气液分离装置对于高度差的依赖性小，气液分离效果稳定，结构简单、紧凑，连接接口布置灵活，成本低。另外，本实用新型还提供了一种燃料电池系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一方面，本实用新型提供了一种燃料电池用的气液分离装置，其中，所述气液分离装置包括：

主体，所述主体具有内腔；

隔板结构，所述隔板结构将所述内腔分割成入口腔体、气液分离腔体以及位于它们下方的储液腔体，所述气液分离腔体与所述入口腔体在顶部相通，所述入口腔体的底部与所述储液腔体之间设有第一流通通道，所述气液分离腔体的底部与所述储液腔体之间设有第二流通通道；

设置在所述入口腔体上的气液分离装置入口，其用于与电堆的氢气侧出堆口连接；

挡板结构，所述挡板结构设置在所述气液分离腔体内，用于阻挡由所述入口腔体进入到所述气液分离腔体内的气液混合物以使其转向；