[实用新型]用于燃料电池系统的水箱、空气供给系统和质子交换膜燃料电池系统

说明书

本申请公开了一种用于燃料电池系统的水箱、空气供给系统和质子交换膜燃料电池系统，其中，所述水箱包括：储水空间(11)；将冷凝水导入所述储水空间(11)的集水口(12)；以及向加湿装置供水的吸液口(13)；所述储水空间(11)至少划分为第一子空间(111)和第二子空间(112)，所述吸液口(13)连接所述第一子空间(111)，所述第一子空间(111)内具有加热单元(14)，所述第一子空间(111)与所述第二子空间(112)流体连通。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及用于质子交换膜燃料电池系统的水箱、空气供给系统和该质子交换膜燃料电池系统。

背景技术

对于质子交换膜燃料电池系统而言，水热管理非常重要。加湿系统对反应气体进行加湿，从而保持质子交换膜具有合适的湿润度。一方面，膜中含水量过低会降低质子的传导率，增大欧姆电压损失；另一方面，电池内部液态水过多又可能造成水淹，严重降低输出性能。而热管理除了影响电池系统的输出性能外，对于系统的耐久性和寿命也格外重要。不合适的运行温度有可能对质子交换膜造成不可逆转的破坏，电堆中单电池之间的温度差异则会造成热应力的产生，导致电堆寿命衰减。

因此，保证电堆及系统各零部件维持在适宜的温湿度，增强燃料电池系统的冷启动能力，是水热管理中的重要问题。特别是当环境温度较低时，如何快速地将反应气体调节至合适的温湿度并提供给电堆是亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种用于燃料电池系统的水箱、空气供给系统和质子交换膜燃料电池系统，其能够解决背景技术中提到的问题。

为此，根据本申请的一个方面，公开了一种用于燃料电池系统的水箱，其包括：储水空间；将冷凝水导入所述储水空间的集水口；以及向加湿装置供水的吸液口；其中，所述储水空间至少划分为第一子空间和第二子空间，所述吸液口连接所述第一子空间，所述第一子空间内具有加热单元，所述第一子空间与所述第二子空间流体连通。

根据本申请的一示例性实施例，所述第一子空间的容积小于所述第二子空间的容积。

根据本申请的一示例性实施例，还包括测量水位高度的液位传感器，所述液位传感器设置在所述第一子空间的内部。

根据本申请的一示例性实施例，还包括测量水温的温度传感器，所述温度传感器设置在所述第一子空间的内部。

根据本申请的一示例性实施例，所述吸液口设置在所述第一子空间的下部。

根据本申请的一示例性实施例，所述集水口设置在所述第二子空间的上部。

根据本申请的一示例性实施例，还包括溢流口，所述溢流口设置在所述第二子空间的上部且高度低于所述集水口的高度。

根据本申请的一示例性实施例，所述加热单元被配置为可在加温模式和除菌模式之间切换，所述加热单元的加热时长和加热温度是可调节的。

根据本申请的另一个方面，公开了一种用于燃料电池的空气供给系统，该系统包括如前所述的水箱；进气路径，其布置有空压机，所述空压机将空气增压后提供至电堆的阴极；排气路径，其布置有气水分离器，阴极尾气从所述电堆排出后经过所述气水分离器分离出冷凝水，所述冷凝水被导入所述储水空间；以及加湿装置，将所述储水空间中的水雾化后与空气混合，并提供给所述进气路径的空压机。

根据本申请的又一个方面，公开了一种质子交换膜燃料电池系统，其包括：电堆、氢气供给系统、热管理系统和如前文所述的空气供给系统。

为了能更进一步了解本申请的特征以及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本申请加以限制。

附图说明

本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，在附图中：