一种集成式增湿器以及燃料电池系统的制作方法

本申请属于燃料电池，具体涉及一种集成式增湿器以及燃料电池系统。

背景技术：

1、随着燃料电池系统应用场景的探索扩大，燃料电池系统向着大功率方向迈进已经成为趋势，但目前燃料电池的发展仍然面临着体积功率密度较小、占用空间尺寸较大的问题，因此提高燃料电池系统集成度是燃料电池系统研发的一个重要方向。

2、但是，传统的方案是由多个单独的零部件构成，布局分散，占用空间较大，不利用系统的集成。

技术实现思路

1、为解决现有技术中燃料电池中冷器和增湿器集成后，布局分散，占用空间较大的技术问题，本申请提供一种集成式增湿器以及燃料电池系统。

2、实现本申请目的所采用的技术方案为，一种集成式增湿器，包括并排设置的中冷器、增湿器和阳极水气分离器；所述中冷器、所述增湿器和所述阳极水气分离器依次连接；所述中冷器的出气口和所述增湿器的干侧入口连通；所述增湿器的靠近于所述阳极水气分离器的侧壁设有亲水膜，所述亲水膜与所述阳极水气分离器的分离腔和所述增湿器的干腔均接触。

3、在一些实施方式中，所述增湿器设有分隔组件，所述分隔组件构成所述增湿器的靠近于所述阳极水气分离器的侧壁；所述阳极水气分离器与所述增湿器的干侧端盖之间通过密封件密封连接，所述密封件设于所述分隔组件。

4、在一些实施方式中，所述分隔组件包括所述亲水膜、位于所述亲水膜一侧且靠近所述阳极水气分离器的第一分隔框、位于所述亲水膜另一侧且靠近所述增湿器的干侧端盖的第二分隔框。

5、在一些实施方式中，所述第一分隔框和所述第二分隔框均开设有若干流通孔；所述分隔组件还包括边框，所述第一分隔框与所述第二分隔框的均通过灌封胶与所述边框密封连接；所述密封件设于所述边框外周。

6、在一些实施方式中，所述集成式增湿器还包括旁通流道和旁通阀，所述旁通流道连通所述中冷器的出气口和所述增湿器的干侧出口；

7、所述旁通阀与所述增湿器的干侧出口连通。

8、在一些实施方式中，所述增湿器的湿测进口和所述增湿器的干侧出口并排设置且均位于所述增湿器的第一侧面；

9、所述旁通流道位于所述增湿器中与所述第一侧面相接的第二侧面；所述旁通流道通过管路与所述旁通阀连通。

10、在一些实施方式中，所述集成式增湿器还包括集成阀，所述集成阀包括阀体、驱动件、进堆截止阀芯和出堆截止阀芯；所述阀体设有与所述进堆截止阀芯连通的进堆通道和与所述出堆截止阀芯连通的出堆通道，用于在驱动件的驱动下开启或关闭进堆通道和出堆通道；所述进堆通道与所述增湿器的干侧出口连通，所述出堆通道与所述增湿器的湿测进口连通。

11、在一些实施方式中，所述中冷器低于所述增湿器的第三侧面，以形成第一预留安装区，所述增湿器的第三侧面与第二侧面对称设置；所述中冷器凸出于所述增湿器的第二侧面，以形成第二预留安装区，所述旁通流道位于所述第二预留安装区。

12、在一些实施方式中，所述集成式增湿器还包括泄流阀，所述泄流阀安装于所述第一预留安装区。

13、在本申请的第二方面，提供一种燃料电池系统，包括：

14、上述的集成式增湿器。

15、在一些实施方式中，所述燃料电池系统还包括旁通流道，所述旁通流道与所述增湿器并联，且所述旁通流道连通所述中冷器和电堆。

16、由上述技术方案可知，本申请提供了一种集成式增湿器以及燃料电池系统，其中一种集成式增湿器，包括并排设置的中冷器、增湿器和阳极水气分离器；中冷器、增湿器和阳极水气分离器依次连接；中冷器的出气口和增湿器的干侧入口连通；增湿器的靠近于阳极水气分离器的侧壁设有亲水膜，亲水膜与阳极水气分离器的分离腔和增湿器的干腔均接触。本申请通过将中冷器和阳极水气分离器均与增湿器集成在一起，能够降低占地空间，极大增加了系统的集成度；通过在增湿器和阳极水气分离器之间设置亲水膜，可以将增湿器干腔和阳极水气分离器的分离腔中进行水气交换，亲水膜两侧具有浓度差时，即亲水膜的靠近阳极水气分离器的一侧湿度大，靠近增湿器干腔的一侧湿度小，水分就会通过亲水膜在阳极水气分离器和增湿器中进行水分的传递和渗透，从而达到增湿的功能，即可以通过阳极水分分离器中的水进行水气交换，利用阳极水分分离器分离腔中的水可以进一步减少增湿器需求的膜管数量，从而减少增湿器内部的膜管数量，从而降低增湿器的体积，有助于系统的集成。

技术特征：

1.一种集成式增湿器，其特征在于，包括并排设置的中冷器、增湿器和阳极水气分离器；所述中冷器、所述增湿器和所述阳极水气分离器依次连接；所述中冷器的出气口和所述增湿器的干侧入口连通；所述增湿器的靠近于所述阳极水气分离器的侧壁设有亲水膜，所述亲水膜与所述阳极水气分离器的分离腔和所述增湿器的干腔均接触。

2.根据权利要求1所述的集成式增湿器，其特征在于，所述增湿器设有分隔组件，所述分隔组件构成所述增湿器的靠近于所述阳极水气分离器的侧壁；所述阳极水气分离器与所述增湿器的干侧端盖之间通过密封件密封连接，所述密封件设于所述分隔组件。

3.根据权利要求2所述的集成式增湿器，其特征在于，所述分隔组件包括所述亲水膜、位于所述亲水膜一侧且靠近所述阳极水气分离器的第一分隔框、位于所述亲水膜另一侧且靠近所述增湿器的干侧端盖的第二分隔框。

4.根据权利要求3所述的集成式增湿器，其特征在于，所述第一分隔框和所述第二分隔框均开设有若干流通孔；所述分隔组件还包括边框，所述第一分隔框与所述第二分隔框的均通过灌封胶与所述边框密封连接；所述密封件设于所述边框外周。

5.根据权利要求1-4任一项所述的集成式增湿器，其特征在于，所述集成式增湿器还包括旁通流道和旁通阀，所述旁通流道连通所述中冷器的出气口和所述增湿器的干侧出口；

6.根据权利要求5所述的集成式增湿器，其特征在于，所述增湿器的湿测进口和所述增湿器的干侧出口并排设置且均位于所述增湿器的第一侧面；

7.根据权利要求6所述的集成式增湿器，其特征在于，所述集成式增湿器还包括集成阀，所述集成阀包括阀体、驱动件、进堆截止阀芯和出堆截止阀芯；所述阀体设有与所述进堆截止阀芯连通的进堆通道和与所述出堆截止阀芯连通的出堆通道，用于在驱动件的驱动下开启或关闭进堆通道和出堆通道；所述进堆通道与所述增湿器的干侧出口连通，所述出堆通道与所述增湿器的湿测进口连通。

8.根据权利要求5所述的集成式增湿器，其特征在于，所述中冷器低于所述增湿器的第三侧面，以形成第一预留安装区，所述增湿器的第三侧面与第二侧面对称设置；所述中冷器凸出于所述增湿器的第二侧面，以形成第二预留安装区，所述旁通流道位于所述第二预留安装区。

9.根据权利要求8所述的集成式增湿器，其特征在于，所述集成式增湿器还包括泄流阀，所述泄流阀安装于所述第一预留安装区。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括旁通流道，所述旁通流道与所述增湿器并联，且所述旁通流道连通所述中冷器和电堆。

技术总结本申请公开了一种集成式增湿器以及燃料电池系统，解决现有技术集成后布局分散，占用空间较大的技术问题。集成式增湿器包括并排设置的中冷器、增湿器和阳极水气分离器；中冷器、增湿器和阳极水气分离器依次连接；中冷器的出气口和增湿器的干侧入口连通；增湿器的靠近于阳极水气分离器的侧壁设有亲水膜，亲水膜与阳极水气分离器的分离腔和增湿器的干腔均接触。本申请通过将中冷器和阳极水气分离器均与增湿器集成在一起，能够降低占地空间；通过在增湿器和阳极水气分离器之间设置亲水膜进行水气交换，利用阳极水分分离器分离腔中的水可以进一步减少增湿器需求的膜管数量，从而减少增湿器内部的膜管数量，从而降低增湿器的体积，有助于系统的集成。技术研发人员：胡永明,张骁,范刚,李学锐,周友涛受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29