專利名稱：燃料電池發(fā)動機(jī)復(fù)合式增壓空氣供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃料電池發(fā)動機(jī)增壓空氣供給系統(tǒng)，尤其涉及一種用于燃料電池發(fā)動機(jī)的空氣供給裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
美國Honeywell公司研制了一種帶排氣膨脹器的燃料電池發(fā)動機(jī)增壓空氣供給裝置，該裝置采用電驅(qū)動渦輪增壓器，實(shí)現(xiàn)了排氣能量回收，參見“Steven Chalk.Progress Reportfor Fuel Cell Power Systems.U.S.Department of Energy，October 2000”。但是，由于其排氣膨脹器與電驅(qū)動組件共軸，而使該發(fā)動機(jī)在起動時(shí)，功率損失較大，工作壓力建立較慢；在正常工作時(shí)，進(jìn)氣壓力變化遲緩。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種燃料電池發(fā)動機(jī)復(fù)合式增壓空氣供給裝置，包括電驅(qū)動組件，設(shè)置在進(jìn)氣管路上的電驅(qū)動增壓器和設(shè)置在排氣管路上的排氣膨脹器，其特征在于該裝置還包括另一個(gè)增壓器，所述增壓器與排氣膨脹器共軸而與電驅(qū)動增壓器分開布置，兩個(gè)增壓器的進(jìn)氣管分別與匯流管相連，并在每個(gè)進(jìn)氣管道上設(shè)有單向閥。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果該裝置不僅具有排氣能量回收的功能；而且由于把排氣膨脹器和電驅(qū)動增壓器分開布置，解決了電機(jī)倒拖排氣膨脹器的問題，從而有效地避免了發(fā)動機(jī)起動時(shí)功率損失大、工作壓力建立慢以及在正常工作時(shí)進(jìn)氣壓力改變遲緩的弊端。仿真研究結(jié)果表明，本實(shí)用新型的增壓空氣供給裝置能夠從排氣中回收的能量相當(dāng)于空壓機(jī)消耗功率的50％左右，比沒有排氣能量回收功能的發(fā)動機(jī)效率高3～5個(gè)百分點(diǎn)。
該裝置還包括一個(gè)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的電控單元5，該電控單元與壓力傳感器的輸出端相連。增壓器3的轉(zhuǎn)速由控制單元5依據(jù)壓力傳感器9的信號進(jìn)行反饋控制，壓力傳感器可以裝在電池堆的進(jìn)氣通道，也可以安裝于排氣通道上，從而獲得理想的進(jìn)氣壓力。
本實(shí)用新型可以應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機(jī)上，對于其他的燃料電池發(fā)動機(jī)同樣適用。
權(quán)利要求1.一種燃料電池發(fā)動機(jī)復(fù)合式增壓空氣供給裝置，包括設(shè)置在進(jìn)氣管路上的電驅(qū)動增壓器(3)和設(shè)置在排氣管路上的排氣膨脹器(1)，其特征在于所述裝置還包括另一個(gè)增壓器(2)，該增壓器與排氣膨脹器共軸而與電驅(qū)動增壓器分開布置，兩個(gè)增壓器的進(jìn)氣管路分別與匯流管(8)相連，并在兩個(gè)進(jìn)氣管路上分別設(shè)有單向閥。
2.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)合式增壓空氣供給裝置，其特征在于在電池堆進(jìn)氣通道上或排氣通道上安裝有壓力傳感器(9)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合式增壓空氣供給裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)控制電驅(qū)動增壓器轉(zhuǎn)速的電控單元(5)，該電控單元與壓力傳感器的輸出端相連。
4.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)合式增壓空氣供給裝置，其特征在于所述的匯流管可由穩(wěn)壓箱替代。
專利摘要燃料電池發(fā)動機(jī)復(fù)合式增壓空氣供給裝置，涉及一種燃料電池發(fā)動機(jī)增壓空氣供給系統(tǒng)。本實(shí)用新型的主要技術(shù)特點(diǎn)是包括排氣膨脹器和兩個(gè)增壓器，即排氣增壓器和電驅(qū)動增壓器，排氣增壓器與排氣膨脹器共軸而與電驅(qū)動增壓器分開布置，兩路進(jìn)氣管路經(jīng)匯流管集中向燃料電池堆供氣。該裝置不僅具有排氣能量回收的功能；而且由于把排氣膨脹器和電驅(qū)動增壓器分開布置，解決了電機(jī)倒拖排氣膨脹器的問題，從而有效地避免了發(fā)動機(jī)起動時(shí)功率損失大、工作壓力建立慢以及在正常工作時(shí)進(jìn)氣壓力改變遲緩的弊端。仿真研究結(jié)果表明，該裝置能夠從排氣中回收的能量相當(dāng)于空壓機(jī)消耗功率的50％左右，比沒有排氣能量回收功能的發(fā)動機(jī)效率高3～5個(gè)百分點(diǎn)。
文檔編號H01M8/04GK2567791SQ02253030
公開日2003年8月20日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月6日
發(fā)明者裴普成 申請人:清華大學(xué)