專利名稱：燃料電池的水平衡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，特別涉及一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)。
背景技術：
質子交換膜燃料電池是一種能夠將氫轉化成電能及反應產(chǎn)物的裝置；該裝置的內部核心部件是膜電極，膜電極一般均放在兩塊導電的極板中間，每塊導電極板與膜電極接觸的表面設置有導流槽，這些導流槽即作為燃料與氧化劑進入陽極、陰極表面的通道，又作為帶走燃料電池運行過程中生成的水的通道。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)通常包括燃料電池堆、儲氫裝置、減壓閥、空氣過濾裝置、空氣壓縮供應裝置、水汽分離器、水箱、散熱裝置、增濕裝置等，其中燃料電池堆通常包括燃料及氧化劑氣體的導流進口和導流通道，將燃料(如氫氣)和氧化劑(主要是氧氣和空氣) 均勻分布到各個陽極、陰極面的導流槽；散熱冷卻流體(如水)的進出口與導流通道，將散熱冷卻氣體均勻分布到各個電池組內散熱冷卻通道中，將燃料電池內氫、氧電化學放熱反應生成的熱吸收并帶出電池組進行散熱；燃料與氧化劑氣體的出口與相應的導流通道，燃料氣體與氧化劑氣體在排出時，可攜帶出燃料電池中生成的液、汽態(tài)的水。燃料電池生成水大部分都是通過陰極氧化劑(空氣)側排出，生成水大部分汽化為水蒸氣與空氣一起排出，即使使用了水汽分離器，也難以分離水蒸氣，大量的水蒸氣隨著空氣排除了系統(tǒng)，造成了資源的浪費。另一方面，目前的燃料電池系統(tǒng)工作時，由于過量干燥的燃料與氧化劑氣體進入燃料電池堆可能造成膜電極中的質子交換膜失水，造成燃料電池內組急劇增加，運行性能急劇下降，因此通常需要對進入燃料電池堆的燃料與氧化劑氣體進行增濕。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術水汽分離不徹底、水蒸氣回收利用不充分等不足，提供一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)。該系統(tǒng)的水汽分離更徹底、水蒸氣充分回收至系統(tǒng)水箱并回收利用來對氫氣和空氣進行增濕的，極大限度的實現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的水平衡。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明涉及的燃料電池的一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器、水泵， 所述水汽分離器設置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵連接所述水汽分離器底部，將所述水汽分離器底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，所述水汽分離器側面設置有制冷裝置。優(yōu)選的，所述制冷裝置包括控制器、半導體制冷片、設置在半導體制冷片制冷側的第一翅片、設置在半導體制冷片散熱側的第二翅片以及設置在所述第二翅片外側的散熱風扇；所述半導體制冷片設置在所述水汽分離器側面的外部，所述控制器與所述半導體制冷片和散熱風扇相連。優(yōu)選的，所述燃料電池水箱設置有溢流口。
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優(yōu)選的，在所述燃料電池水箱上設置有第一、第二液位傳感器，所述控制器還與所述第一、第二液位傳感器相連。優(yōu)選的，所述半導體制冷片采用TEC12706制冷片。優(yōu)選的，所述第一翅片采用不銹鋼材質的翅片，所述第二翅片采用不銹鋼或鋁材質的翅片。優(yōu)選的，所述第一、第二液位傳感器均采用BL-YW510光電液位開關。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、通過制冷裝置更徹底地實現(xiàn)水汽分離；2、水蒸氣充分回收至系統(tǒng)水箱并回收利用來對氫氣和空氣進行增濕的，極大限度的實現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的水平衡；3、整個系統(tǒng)結構簡單、成本低、適應燃料電池產(chǎn)業(yè)化的需要。4、通過水箱上設置的液位傳感器，在測得水箱中水位達到設定位置時，通過控制器中斷制冷裝置的工作，避免繼續(xù)回收造成系統(tǒng)能量的浪費。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖； 其中，1水汽分離器，2第一翅片，3半導體制冷片，4第二翅片，5散熱風扇，6水泵。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。實施例如圖1所示，本實施例的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器1、水泵6，所述水汽分離器1設置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵6連接所述水汽分離器1底部，用于將所述水汽分離器1底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，水箱中的水回收后用于對進入燃料電池堆的空氣、氫氣分別進行增濕。該水汽分離器側面設置有制冷裝置，用來對水汽分離器1中的水蒸氣進一步冷凝生成液態(tài)水。所述制冷裝置包括控制器、半導體制冷片3、設置在半導體制冷片3制冷側的第一翅片2、設置在半導體制冷片3散熱側的第二翅片4以及設置在所述第二翅片外側的散熱風扇5 ；所述半導體制冷片3設置在所述水汽分離器1側面的外部，所述控制器與所述半導體制冷片3和散熱風扇5相連。所述半導體制冷片3在通電的情況下，兩端極板產(chǎn)生一定的溫差，利用它的冷凝面為水汽分離器1內部提供一個低溫環(huán)境，從而更好的將其中的水蒸氣冷凝成液態(tài)水，它的發(fā)熱面通過設置散熱風扇5將置換出的熱源能量排出系統(tǒng)。在本實施例中，半導體制冷片3采用TEC12706制冷片。所述第一翅片2采用不銹鋼材質的翅片，所述第二翅片4采用不銹鋼或鋁材質的翅片。在本實施例中，所述燃料電池水箱設置有溢流口，使得水箱中的水位恒定在設置的位置。進一步地，在所述燃料電池水箱上設置有第一、第二液位傳感器，所述控制器還與所述第一、第二液位傳感器相連；所述第一、第二液位傳感器均采用BL-YW510光電液位開關；在測得水箱中水位達到設定位置時，通過控制器中斷制冷裝置的工作，避免繼續(xù)回收造成系統(tǒng)能量的浪費。
權利要求
1.一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器、水泵，所述水汽分離器設置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵連接所述水汽分離器底部，將所述水汽分離器底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，其特征在于所述水汽分離器側面設置有制冷裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述制冷裝置包括控制器、半導體制冷片、設置在半導體制冷片制冷側的第一翅片、設置在半導體制冷片散熱側的第二翅片以及設置在所述第二翅片外側的散熱風扇；所述半導體制冷片設置在所述水汽分離器側面的外部，所述控制器與所述半導體制冷片和散熱風扇相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述燃料電池水箱設置有溢流口。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于在所述燃料電池水箱上設置有第一、第二液位傳感器，所述控制器還與所述第一、第二液位傳感器相連。
5.根據(jù)權利要求2所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述半導體制冷片采用TEC12706制冷片。
6.根據(jù)權利要求2所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述第一翅片采用不銹鋼材質的翅片，所述第二翅片采用不銹鋼或鋁材質的翅片。
7.根據(jù)權利要求4所述的燃料電池的水平衡系統(tǒng)，其特征在于所述第一、第二液位傳感器均采用BL-YW510光電液位開關。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃料電池的水平衡系統(tǒng)，包括水汽分離器、水泵，所述水汽分離器設置在燃料電池堆尾氣通道上，所述水泵連接所述水汽分離器底部，將所述水汽分離器底部生成的液態(tài)水抽送至燃料電池水箱，所述水汽分離器側面設置有制冷裝置。優(yōu)選方案為所述制冷裝置包括控制器、半導體制冷片、設置在半導體制冷片制冷側的第一翅片、設置在半導體制冷片散熱側的第二翅片以及設置在所述第二翅片外側的散熱風扇；所述半導體制冷片設置在所述水汽分離器側面的外部，所述控制器與所述半導體制冷片和散熱風扇相連。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明系統(tǒng)的水汽分離更徹底、水蒸氣充分回收至系統(tǒng)水箱并回收利用來對氫氣和空氣進行增濕的，極大限度的實現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的水平衡。
文檔編號H01M8/04GK102437357SQ201110427679
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:上海堯豫實業(yè)有限公司