[发明专利]一种空气背压阀与一种燃料电池系统

说明书

本发明公开了一种空气背压阀与一种燃料电池系统，空气背压阀包括：阀体、阀芯、阀杆、回位弹性件和驱动部件，阀体包括进气口、出气口和连通进气口和出气口的流道，流道内壁设有台阶段，台阶段的端部开口为阀口，阀芯位于阀口端面外侧并相对台阶段滑动布置，阀芯用于封闭和打开阀口，阀杆与阀芯固连，驱动部件通过阀杆带动阀芯相对台阶段往复滑动，当阀芯滑动至打开阀口并且距离阀口最远的位置时，阀口与阀芯之间的流通截面为流道内的最小流通截面，回位弹性件用于驱动阀芯封闭阀口。本发明的阀芯通过直线往复移动的方式对空气背压阀的流道进行开闭操作，因此，阀芯与阀口之间不会存在卡滞，不仅具有良好的密封性能，而且更加易于破冰和开闭操作。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统技术领域，尤其涉及一种空气背压阀与一种燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统中空气路背压阀用于实现在运行过程中调节空气路压力和系统停机后空气路封闭。氢燃料电池系统的空气背压阀需要满足以下要求：

1)、具有宽广的压力调节范围，满足电堆所需的空气压力需求；

2)、满足系统停机后的密封要求，燃料电池系统停机后，需将系统的空气路进行密封，防止外界空气进入电堆内对电堆进行损坏；

3)、低温时易于启动，具有“破冰”功能。燃料电池系统在0℃以下启动时，背压阀流道内的残留水会结冰从而对背压阀的成功开启造成阻力，因此，背压阀需要有足够的开启力克服结冰阻力使其能正常开启；

4)、外壳具有绝缘功能。一般情况下，背压阀直接安装在电堆的端板上，因为湿蒸汽介质经过电堆后会带电，湿蒸汽介质与阀外壳接触，如果背压阀外壳不具有绝缘功能，会导致系统出现绝缘故障；

5)、可靠性高，寿命长。

现行的氢燃料电池系统中大部分采用节气门控制气体的排放，通过控制节气门的阀片转动角度来调节排气流阻，从而控制空气路压力。但是节气门为蝶阀，此种控制方式存在密封性差和不能满足低温启动要求的缺点。若系统停机时阀片完全闭合且密封良好，则阀片与阀本体之间会存在卡滞，不易于阀片的“破冰”，若阀片与阀本体之间不存在卡滞，阀片与阀本体之间存在间隙，则无法满足密封性要求。

因此，如何提供一种密封性好且易于开闭的空气背压阀，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空气背压阀，该空气背压阀密封性好且易于开闭，满足燃料电池系统的使用要求。

本发明的另一个目的在于提供一种包括上述空气背压阀的燃料电池系统。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种空气背压阀，该空气背压阀包括：阀体、阀芯、阀杆、回位弹性件和驱动部件，所述阀体包括进气口、出气口以及连通所述进气口和所述出气口的流道，所述流道内壁设有台阶段，所述台阶段的端部开口为阀口，所述阀芯位于所述阀口的端面外侧并且相对所述台阶段滑动布置，所述阀芯用于封闭和打开所述阀口，所述阀杆与所述阀芯固连，所述驱动部件通过所述阀杆带动所述阀芯相对所述台阶段往复滑动，当所述阀芯滑动至打开所述阀口并且距离所述阀口最远的位置时，所述阀口与所述阀芯之间的流通截面为所述流道内的最小流通截面，所述回位弹性件用于驱动所述阀芯封闭所述阀口。

优选地，所述台阶段朝向所述出气口的一端开口为所述阀口，所述阀口与所述出气口之间的所述流道形成供所述阀芯往复运动的运动空间，所述阀芯为能够覆盖所述阀口的板状结构。

优选地，所述阀芯为圆形板结构，所述阀杆连接于所述阀芯的板面中心。

优选地，所述阀杆垂直连接于所述阀芯的板面，所述阀杆沿所述台阶段的轴向延伸布置。

优选地，所述阀芯用于封闭所述阀口的一侧表面设有密封胶圈。