用于燃料电池的膜加湿器及包括其的燃料电池系统的制作方法

技术特征：
1.一种燃料电池膜加湿器，包括：外壳单元，所述外壳单元具有第一空间和第二空间，在所述第一空间与所述第二空间之间设置有分隔壁；加湿模块，所述加湿模块设置在所述第一空间中，所述加湿模块包括多个中空纤维膜，在第一流体与第二流体之间通过所述多个中空纤维膜进行水分交换，所述第二流体具有比所述第一流体更高的湿度；热交换模块，所述热交换模块设置在所述第二空间中，所述热交换模块被配置为冷却被引入到所述热交换模块中的所述第一流体；以及通道阀，所述通道阀被配置为以可变的分配比将所述第一流体分配到所述加湿模块和所述热交换模块。2.根据权利要求1所述的燃料电池膜加湿器，其中，所述外壳单元包括：外壳主体，所述外壳主体中限定有所述第一空间和所述第二空间；以及外壳盖，所述外壳盖分别耦接到所述外壳主体的相对两端，所述外壳盖分别设置有第一流体入口和第一流体出口，所述第一流体经由所述第一流体入口被引入，所述第一流体经由所述第一流体出口排出，并且其中，设置有所述第一流体入口的所述外壳盖包括所述通道阀和盖分隔壁，所述盖分隔壁被配置为根据由所述通道阀设定的分配比将所述第一流体引导至所述加湿模块和所述热交换模块。3.根据权利要求1所述的燃料电池膜加湿器，其中，所述外壳单元包括：外壳主体，所述外壳主体中限定有所述第一空间和所述第二空间，所述外壳主体设置有第一流体入口和第一流体出口，所述第一流体经由所述第一流体入口被引入，所述第一流体经由所述第一流体出口排出；以及外壳盖，所述外壳盖分别耦接到所述外壳主体的相对两端，所述外壳盖分别设置有第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体经由所述第二流体入口被引入，所述第二流体经由所述第二流体出口排出，并且其中，所述外壳主体包括延伸分隔壁，所述延伸分隔壁被配置为根据由所述通道阀设定的分配比将所述第一流体引导至所述加湿模块和所述热交换模块。4.根据权利要求1所述的燃料电池膜加湿器，其中，所述外壳单元包括：外壳主体，所述外壳主体中限定有所述第一空间和所述第二空间，并且在所述外壳主体的一个表面中设置有第一流体入口和第一流体出口，所述第一流体经由所述第一流体入口被引入，所述第一流体经由所述第一流体出口排出；以及外壳盖，所述外壳盖分别耦接到所述外壳主体的相对两端，所述外壳盖分别设置有第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体经由所述第二流体入口被引入，所述第二流体经由所述第二流体出口排出，并且其中，所述外壳主体包括：延伸分隔壁，所述延伸分隔壁被配置为根据由所述通道阀设定的分配比将经由所述第一流体入口引入的所述第一流体引导至所述加湿模块和所述热交换模块；以及交叉分隔壁，所述交叉分隔壁被配置为防止从所述第一流体入口流到所述加湿模块和所述热交换模块的第一流体与从所述加湿模块和所述热交换模块流到所述第一流体出口的第一流体混合。
5.根据权利要求1所述的燃料电池膜加湿器，其中，所述热交换模块是壳管式热交换模块、蜂窝式热交换模块或板式热交换模块。6.根据权利要求1所述的燃料电池膜加湿器，其中，所述通道阀被配置为根据燃料电池堆的输出状态被控制。7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料电池膜加湿器，其中，所述外壳单元包括：冷却剂入口，冷却剂经由所述冷却剂入口被供应到所述热交换模块；以及冷却剂出口，在执行冷却之后所述冷却剂经由所述冷却剂出口排出，并且所述冷却剂入口连接到旁路通道，所述旁路通道被配置为旁路将被引入到空气压缩单元中的外部空气的至少一部分。8.一种燃料电池系统，包括：空气压缩单元，所述空气压缩单元被配置为接收并压缩外部空气以产生第一流体；燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置为通过氢和氧之间的反应产生第二流体，所述第二流体具有比所述第一流体更高的湿度；以及燃料电池膜加湿器，所述燃料电池膜加湿器包括：加湿模块，所述加湿模块被配置为使用所述第一流体与所述第二流体之间的水分交换加湿所述第一流体；热交换模块，所述热交换模块被配置为冷却所述第一流体；以及通道阀，所述通道阀被配置为以可变的分配比将所述第一流体分配到所述加湿模块和所述热交换模块。9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池膜加湿器包括具有第一空间和第二空间的外壳单元，在所述第一空间与所述第二空间之间设置有分隔壁；所述加湿模块设置在所述第一空间中，所述加湿模块包括多个中空纤维膜，在所述第一流体与所述第二流体之间通过所述多个中空纤维膜进行所述水分交换，并且所述热交换模块设置在所述第二空间中，所述热交换模块被配置为冷却被引入到所述热交换模块中的所述第一流体。10.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其中，所述外壳单元包括：外壳主体，所述外壳主体中限定有所述第一空间和所述第二空间；以及外壳盖，所述外壳盖分别耦接到所述外壳主体的相对两端，所述外壳盖分别设置有第一流体入口和第一流体出口，所述第一流体经由所述第一流体入口被引入，所述第一流体经由所述第一流体出口排出，并且其中，设置有所述第一流体入口的所述外壳盖包括所述通道阀和盖分隔壁，所述盖分隔壁被配置为根据由所述通道阀设定的分配比将所述第一流体引导至所述加湿模块和所述热交换模块。11.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其中，所述外壳单元包括：外壳主体，所述外壳主体中限定有所述第一空间和所述第二空间，所述外壳主体设置有第一流体入口和第一流体出口，所述第一流体经由所述第一流体入口被引入，所述第一流体经由所述第一流体出口排出；以及外壳盖，所述外壳盖分别耦接到所述外壳主体的相对两端，所述外壳盖分别设置有第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体经由所述第二流体入口被引入，所述第二流体经由所述第二流体出口排出，并且
其中，所述外壳主体包括延伸分隔壁，所述延伸分隔壁被配置为根据由所述通道阀设定的分配比将所述第一流体引导至所述加湿模块和所述热交换模块。12.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其中，所述外壳单元包括：外壳主体，所述外壳主体中限定有所述第一空间和所述第二空间，所述外壳主体的一个表面中设置有第一流体入口和第一流体出口，所述第一流体经由所述第一流体入口被引入，所述第一流体经由所述第一流体出口排出；以及外壳盖，所述外壳盖分别耦接到所述外壳主体的相对两端，所述外壳盖分别设置有第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体经由所述第二流体入口被引入，所述第二流体经由所述第二流体出口排出，并且其中，所述外壳主体包括：延伸分隔壁，所述延伸分隔壁被配置为根据由所述通道阀设定的分配比将经由所述第一流体入口引入的所述第一流体引导至所述加湿模块和所述热交换模块；以及交叉分隔壁，所述交叉分隔壁被配置为防止从所述第一流体入口流到所述加湿模块和所述热交换模块的第一流体与从所述加湿模块和所述热交换模块流到所述第一流体出口的第一流体混合。13.根据权利要求8所述的燃料电池系统，还包括：感测单元，所述感测单元被配置为感测所述燃料电池堆的输出状态；以及控制器，所述控制器被配置为输出用于基于由所述感测单元感测到的所述燃料电池堆的所述输出状态来控制所述通道阀的控制信号。14.根据权利要求9至12中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述外壳单元包括：冷却剂入口，冷却剂经由所述冷却剂入口被供应到所述热交换模块；以及冷却剂出口，在执行冷却之后所述冷却剂经由所述冷却剂出口排出，并且所述冷却剂入口连接到旁路通道，所述旁路通道被配置为旁路将被引入到空气压缩单元中的外部空气的至少一部分。

技术总结
本发明涉及一种用于燃料电池的膜加湿器及包括该膜加湿器的燃料电池系统，该用于燃料电池的膜加湿器通过在一个膜加湿器中通过水分交换进行加湿并通过热交换进行冷却，能够简化燃料电池系统并使燃料电池系统小型化。本发明的用于燃料电池的膜加湿器在外壳单元中包括加湿模块和热交换模块，并且以可变的分配比将第一流体分配到加湿模块和热交换模块。将第一流体分配到加湿模块和热交换模块。将第一流体分配到加湿模块和热交换模块。


技术研发人员：金度佑 金京株 安娜贤
受保护的技术使用者：可隆工业株式会社
技术研发日：2020.03.09
技术公布日：2021/10/26