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氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)主要包括儲氫系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)閥、氫氣循環(huán)泵、加濕器、水分離器以及管路等，用以將質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機正極側(cè)的氫氣處理到合適的條件。
完整的氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖7-10所示。
在實際的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)集成設(shè)計過程中，針對不同的實際。隋況，氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)原理圖中的部分零部件可能被取消。
氫氣罐儲存的高壓氫氣經(jīng)多級減壓后進入壓力調(diào)節(jié)閥，由壓力調(diào)節(jié)閥控制進入質(zhì)子交換膜燃料電池陽極的氫氣壓力。壓力調(diào)節(jié)閥有電動壓力調(diào)節(jié)閥與機械壓力調(diào)節(jié)閥兩種類型。電動調(diào)節(jié)閥就是由燃料電池發(fā)動機的控制指令通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥控制氣體的壓力；機械壓力調(diào)節(jié)閥則是以燃料電池陰極側(cè)空氣壓力作為參考值，利用閥內(nèi)的機械結(jié)構(gòu)來控制陽極側(cè)氫氣的壓力，并確保陰陽極側(cè)的壓力差在安全范圍內(nèi)。如果是低壓質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機，則由多級減壓閥直接減到某一壓力值即可，因此壓力調(diào)節(jié)閥就可以取消。
目前對于氫氣側(cè)濕度的處理方式有兩種方法：一種方法是不對氫氣側(cè)采用外加濕方式進行加濕，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但缺點是燃料電池的性能往往下降較快且可靠性差，并且采用這種方式工作時燃料電池的排氫頻率相對較高，不利于提高氫氣利用率；第二種方法是采用加濕器對氫氣進行加濕，其優(yōu)點是能夠?qū)錃膺M行可靠加濕，燃料電池工作性能較穩(wěn)定，缺點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。
而利用氫氣循環(huán)泵可將燃料電池陽極出口處高溫高濕度的尾排氫氣與高壓儲氫罐提供的干氫氣進行混合以提高陽極入口處的氫氣溫度和濕度。這樣既使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不至于太復(fù)雜，又能對氫氣進行有效加濕，保證了燃料電池性能的穩(wěn)定性和可靠性，并且可以 低排氫頻率，提高氫氣利用率。 |
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