一种燃料电池系统的制作方法

本技术涉及新能源，更具体地说，涉及一种燃料电池系统。

背景技术：

1、燃料电池汽车属于新能源汽车的一种，与传统汽车的区别是不产生废气排放，不燃烧化石燃料，由于消耗的仅仅是氢气和氧气，因此只产生水和电，属于清洁能源。燃料电池系统包括空压机和电堆，空压机为电堆提供符合要求的高压空气。电堆中的空气和氢气在催化剂的作用下反应生成电能。

2、在高海拔地区时，空气稀薄，大气压比较低，而空压机是直接从大气中吸入空气，因此空压机的性能会降低，从而出现压力下降，气量不足的现象。在额定转速下，空气入堆压力小于额定压力，燃料电池系统无法达到额定功率，效率降低。

3、为了解决在高海拔地区空压机输出压力低和气量不足的问题，从而保障燃料电池系统的效率，本领域技术人员会选择更高压比，更大流量的空压机，但是如此便会导致空压机的功率和重量都会增加，从而增加了整个系统的负担。

4、因此，如何在不增加空压机功率和重量的情况下来解决空压机在高海拔环境下输出低压力空气的问题，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是在不增加空压机功率和重量的情况下来解决空压机在高海拔环境下输出低压力空气的问题。为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

2、一种燃料电池系统，包括电堆和空压机，还包括压气机，所述压气机包括尾气入口、尾气出口、压气入口、压气出口，所述尾气入口与所述电堆的排气口连通，所述尾气出口用于排出尾气，所述压气入口能够与大气连通，所述压气出口与所述空压机的入口连通，所述空压机的入口还能够通过另一管路与大气连通，所述空压机的出口与所述电堆的空气入口连通；

3、所述压气机为涡轮增压器；

4、所述压气机的压气入口能够通过第一管路与大气相通，所述第一管路上设置有第一阀门；所述空压机的入口能够通过第二管路与大气相通，所述第二管路上设置有第二阀门；

5、当汽车行驶在高海拔地区时，所述涡轮增压器对所述空压机形成预增压，以确保所述空压机在高海拔地区输出额定压力空气；

6、当汽车行驶在平原地区时，若所述电堆的入堆空气压力超过上限压力，那么通过控制所述第二阀门切断所述空压机与大气的连通。

7、优选地，还包括空气过滤器，所述空气过滤器的入口直接与大气相通，所述第一管路的入口和所述第二管路的入口均与所述空气过滤器的出口连通。

8、优选地，所述空压机的出口还能够通过第三管路与大气连通，所述第三管路上设置有安全阀。

9、优选地，所述电堆的排气口通过第四管路与所述压气机的尾气入口连通，所述第四管路上设置有节气门。

10、优选地，还包括增湿器，所述电堆的排气口通过第四管路与所述压气机的尾气入口连通，所述第四管路的入口与所述增湿器的第一出口连通，所述电堆的排气口与所述增湿器的第一入口连通；所述空压机的出口依次通过所述增湿器的第二入口和第二出口与所述电堆的空气入口连通。

11、优选地，还包括中冷器，所述中冷器的入口与所述空压机的出口连通，所述中冷器的出口与所述增湿器的第二入口连通。

12、优选地，还包括消音器，所述压气机的尾气出口通过尾气管与所述消音器的入口连通，所述消音器的出口与大气连通。

13、优选地，所述第三管路的出口与所述消音器的入口连通。

14、从上述技术方案可以看出，本实用新型的燃料电池系统具有如下有益效果：

15、第一，压气机与空压机的双重作用能够确保燃料电池系统在高海拔地区时输出额定压力空气，从而在不增加空压机重力和功率的前提下确保汽车正常行驶。

16、第二，在入堆空气压力超过上限压力时，可以切断空压机与大气的连通，仅仅通过压气机向空压机供气，如此降低了空压机的能耗。

17、第三，在入堆空气压力超过安全压力时，可以打开安全阀，直接将空压机压缩后的空气导入到大气中，避免损坏燃料电池系统。

18、第四，可以通过节气门和空压机协同调节入堆空气压力。

19、第五，从空压机流出的空气会通过增湿器吸收尾气中的水分，从而进一步利用了尾气中的能量。

技术特征：

1.一种燃料电池系统，包括电堆和空压机，其特征在于，还包括压气机，所述压气机包括尾气入口、尾气出口、压气入口、压气出口，所述尾气入口与所述电堆的排气口连通，所述尾气出口用于排出尾气，所述压气入口能够与大气连通，所述压气出口与所述空压机的入口连通，所述空压机的入口还能够通过另一管路与大气连通，所述空压机的出口与所述电堆的空气入口连通；

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括空气过滤器，所述空气过滤器的入口直接与大气相通，所述第一管路的入口和所述第二管路的入口均与所述空气过滤器的出口连通。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述空压机的出口还能够通过第三管路与大气连通，所述第三管路上设置有安全阀。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述电堆的排气口通过第四管路与所述压气机的尾气入口连通，所述第四管路上设置有节气门。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括增湿器，所述电堆的排气口通过第四管路与所述压气机的尾气入口连通，所述第四管路的入口与所述增湿器的第一出口连通，所述电堆的排气口与所述增湿器的第一入口连通；所述空压机的出口依次通过所述增湿器的第二入口和第二出口与所述电堆的空气入口连通。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括中冷器，所述中冷器的入口与所述空压机的出口连通，所述中冷器的出口与所述增湿器的第二入口连通。

7.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括消音器，所述压气机的尾气出口通过尾气管与所述消音器的入口连通，所述消音器的出口与大气连通。

8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第三管路的出口与所述消音器的入口连通。

技术总结本技术公开了一种燃料电池系统，包括电堆和空压机，还包括压气机，压气机包括尾气入口、尾气出口、压气入口、压气出口，尾气入口与电堆的排气口连通，尾气出口用于排出尾气，压气入口能够与大气连通，压气出口与空压机的入口连通，空压机的入口还能够通过另一管路与大气连通，空压机的出口与电堆的空气入口连通。由于压气机的预增压作用，空压机的入口处的空气压力较大，那么空压机的出口的空气压力也会较大，从而确保空压机向电堆输送额定压力的空气，如此便能够确保燃料电池输出额定压力空气，确保汽车在高海拔地区正常行驶。本技术能够在不增加空压机功率和重量的情况下确保空压机输出额定压力空气，从而避免给燃料电池系统造成负担。技术研发人员：经奥林,卢思君,李学伟,刘艳龙受保护的技术使用者：风氢扬氢能科技（濮阳）有限公司技术研发日：20230630技术公布日：2024/7/25