(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920398619.0
(22)申请日 2019.03.27
(73)专利权人 北京海珀尔氢能科技有限公司
地址 100192 北京市海淀区西小口路66号
中关村东升科技园B-2楼一层D101A-
146室
(72)发明人 曹维峰 赵连祥 李民堂
(74)专利代理机构 北京悦成知识产权代理事务
所(普通合伙) 11527
代理人 樊耀峰
(51)Int.Cl.
H01M 8/04089(2016.01)
H01M 8/04119(2016.01)
B01D 53/22(2006.01)
(54)实用新型名称
氢燃料电池发电系统及其车辆
(57)摘要
本实用新型公开了一种氢燃料电池发电系
统及其车辆。所述氢燃料电池发电系统包括氢燃
设备和水供给与排放设备。空气供给与排放设备
包括第一空压机、冷却器、富氧膜分离装置、第二
空压机、第一膨胀机、第二膨胀机和空气尾排管。
本实用新型的氢燃料电池发电系统可以通过富
氧膜分离装置提高空气的氧浓度，从而提高氢燃
料电池发电效率。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 209357838 U 2019.09.06
C N 209357838
U
权 利 要 求 书1/2页CN 209357838 U
1.一种氢燃料电池发电系统，其特征在于，包括氢燃料电池、氢气供给与排放设备、空气供给与排放设备和水供给与排放设备；
所述氢气供给与排放设备设置为将氢气供给至氢燃料电池，并将部分氢气排出；
所述空气供给与排放设备设置为将富氧空气供给至氢燃料电池，并将富氮空气排出；
所述空气供给与排放设备包括第一空压机、冷却器、富氧膜分离装置、第二空压机、第一膨胀机、第二膨胀机和空气尾排管；
第一空压机设置为将空气升压至富氧膜分离装置所需的正常工作压力；
冷却器设置为第一空压机升压后的空气降温至富氧膜分离装置所需的正常工作温度；
富氧膜分离装置设置为将冷却器降温后的空气分离成两部分气体，一部分是富氧空气，另一部分是富氮空气；
第二空压机设置为将富氧空气升压至氢燃料电池所需的工作压力；
第一膨胀机设置为将富氮空气进行绝热膨胀对外做功消耗其本身的内能，从而将产生的能量输送至第二空压机，用于供给富氧空气在第二空压机升压时所需能量；
第二膨胀机设置为将经第一膨胀机后的富氮空气对外做功消耗其本身的内能，从而将产生的能量输送至第一空压机，用于供给空气在第一空压机升压时所需能量；
空气尾排管设置为输送经第二膨胀机后的富氮空气，从而排入大气中；
所述水供给与排放设备设置为将水供给至氢燃料电池，作为电解液用于质子交换，并将氢燃料电池中部分水排放。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述空气供给与排放设备还包括加湿器；
所述加湿器设置在所述第二空压机和所述氢燃料电池之间；
所述加湿器设置为用于增加富氧空气中的含水量。
3.根据权利要求2所述的氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述空气供给与排放设备还包括空气输送管和过滤器；
所述过滤器设置在第一空压机和空气输送管之间的管线上；
所述空气输送管设置为输送空气；
所述过滤器设置为将来自空气输送管的空气进行过滤。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述氢燃料电池在阴极和阳极之间布置质子交换膜，作为电解液及质子穿过的通道。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述富氧膜分离装置包括多个并联的高分子中空纤维膜。
6.根据权利要求1所述的氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述氢气供给与排放设备包括贮氢瓶和减压阀；
所述贮氢瓶通过供氢管道与氢燃料电池连通，用于将氢气供给至氢燃料电池；所述减压阀设置在所述供氢管道上，用于将贮氢瓶的压力减小至氢燃料电池所需的工作压力。
7.根据权利要求6所述的氢燃料电池发电系统，其特征在于，所述氢气供给与排放设备还包括氢气循环泵和氢气尾排管；
从氢燃料电池排出的氢气被分成两条支路：一部分排出的氢气通过氢气循环泵升压后被输送至氢燃料电池，另一部分排出的氢气通过氢气尾排管排入大气中。
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