本发明涉及燃料电池,尤其是涉及一种燃料电池系统。
背景技术:
1、静电在乘用车上的危害较小,对于商用车而言,物资在装卸、运输等过程中容易因为摩擦产生静电,静电积聚后容易产生火花放电进而发生火灾爆炸,常见的静电去除手段是在汽车上安装到导静电带,将静电经过与车体相连拖地的导电带排地;相关法规要求专门与运送易燃易爆物品的危险货物运输车辆、加气量大于或等于375l的气体燃料汽车需要安装导静电带;但是,导静电带的安装会带来两个劣势,首先它的一端完全是自由的,提升了车辆的风阻影响了汽车的燃料经济性,其次也影响了车辆的美观。
2、另外,静电在燃料电池系统、储氢系统上的危害体现为,氢气的可燃浓度范围非常宽为4%-74%,极易形成爆炸危险环境。而且氢气的最小点火能量mie值极小为0.016μj,研究显示人体摩擦产生的静电可以达到10mj,是氢气mie的625000倍,这意味着各种放电类型都有可能点燃氢气进而引发爆炸;在车用燃料电池系统中,给燃料电池系统供气时,需要高速氢气喷射器使燃料电池的氢气回收,高速喷射会使气流中的杂质摩擦产生静电,这也是氢燃料电池系统在应用中一个不可忽视的点火源。
3、现有技术在去除燃料电池系统与燃料电池汽车在使用过程中产生的静电时,增加燃料电池系统及车辆的成本。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种燃料电池系统,去除燃料电池系统与燃料电池汽车在使用过程中产生的静电的同时不增加燃料电池系统及车辆的成本,且能达到静电的有效利用。
2、根据本发明实施例的燃料电池系统,包括:燃料电池堆;空气输入管路、氢气输入管路和回收气管路,所述空气输入管路用于向所述燃料电池堆的阴极入口输送压缩空气,所述氢气输入管路用于向所述燃料电池堆的阳极入口输送压缩氢气,且所述氢气输入管路中设有沿氢气流动方向分布的氢气喷射器和引射器,所述回收气管路的一端与所述燃料电池堆相连,且另一端与所述引射器相连;第一静电吸附结构,所述第一静电吸附结构用于对从所述氢气喷射器喷出且进入到所述引射器的氢气中的静电进行吸附。
3、根据本发明实施例的燃料电池系统,通过空气输入管路给燃料电池堆的阴极输入压缩空气,使燃料电池堆与阳极的氢气反应,在反应的过程中,燃料电池阳极排放出的未反应完的氢气通过氢气喷射器及引射器回收,并且又供给后续的燃料电池堆阳极进行反应,而氢气喷射器喷出高速氢气且将燃料电池堆的阳极出口出来的氢气吸入引射器,并且一起通过氢气输入管路供给燃料电池堆的阳极入口,在氢气喷射器喷出高速氢气时,高速气流中的杂质摩擦产生静电,通过第一静电吸附结构将气流中的静电进行吸附,从而减少静电对燃料电池系统的影响,降低静电引起燃烧的风险。
4、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述氢气喷射器通过喷出管路连接所述引射器的进口,所述第一静电吸附结构与所述喷出管路之间通过第一静电导线连接。
5、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述回收气管路还设有氢气过滤器,所述氢气过滤器位于所述燃料电池堆与所述引射器之间,所述第一静电吸附结构集成设置于所述氢气过滤器。
6、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述喷出管路设有连接所述第一静电导线的第一连接位,其中,所述第一连接位到所述氢气喷射器出口的距离为l1,所述第一连接位到所述引射器进口的距离为l2,需满足:l1<l2。
7、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述空气输入管路设有空压机和第二静电吸附结构,所述空压机用于对朝向所述燃料电池堆的阴极入口输送的空气进行压缩,所述第二静电吸附结构连接所述空压机的压缩气出口管路且用于对所述空压机喷出的空气中的静电进行吸附。
8、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述第二静电吸附结构与所述空压机的所述压缩气出口管路通过第二静电导线连接。
9、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述空气输入管路还包括空气过滤器,所述空气过滤器的出口连接所述空压机的入口,所述第二静电吸附结构集成设置于所述空气过滤器。
10、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述空气输入管路还包括中冷器,所述中冷器设于所述空压机和所述燃料电池堆之间,所述第二静电导线的一端连接于所述空气过滤器且另一端连接于所述空压机和所述中冷器之间的所述压缩气出口管路。
11、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述压缩气出口管路设有连接所述第二静电导线的第二连接位;其中,所述第二连接位到所述空压机出口的距离为l3,所述第二连接位到所述中冷器进口的距离为l4,需满足:l3<l4。
12、根据本发明实施例的燃料电池系统,所述中冷器和所述燃料电池堆之间还设有增湿器。
13、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种燃料电池系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统,其特征在于,所述氢气喷射器通过喷出管路连接所述引射器的进口,所述第一静电吸附结构与所述喷出管路之间通过第一静电导线连接。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统,其特征在于,所述回收气管路还设有氢气过滤器,所述氢气过滤器位于所述燃料电池堆与所述引射器之间,所述第一静电吸附结构集成设置于所述氢气过滤器。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统,其特征在于,所述喷出管路设有连接所述第一静电导线的第一连接位,其中,所述第一连接位到所述氢气喷射器出口的距离为l1,所述第一连接位到所述引射器进口的距离为l2,需满足:l1<l2。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统,其特征在于,所述空气输入管路设有空压机和第二静电吸附结构,所述空压机用于对朝向所述燃料电池堆的阴极入口输送的空气进行压缩,所述第二静电吸附结构连接所述空压机的压缩气出口管路且用于对所述空压机喷出的空气中的静电进行吸附。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统,其特征在于,所述第二静电吸附结构与所述空压机的所述压缩气出口管路通过第二静电导线连接。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统,其特征在于,所述空气输入管路还包括空气过滤器,所述空气过滤器的出口连接所述空压机的入口,所述第二静电吸附结构集成设置于所述空气过滤器。
8.根据权利要求7所述的燃料电池系统,其特征在于,所述空气输入管路还包括中冷器,所述中冷器设于所述空压机和所述燃料电池堆之间,所述第二静电导线的一端连接于所述空气过滤器且另一端连接于所述空压机和所述中冷器之间的所述压缩气出口管路。
9.根据权利要求8所述的燃料电池系统,其特征在于,所述压缩气出口管路设有连接所述第二静电导线的第二连接位;
10.根据权利要求8所述的燃料电池系统,其特征在于,所述中冷器和所述燃料电池堆之间还设有增湿器。
