[发明专利]燃料电池系统中氢进入阴极入口的方法和控制

权利要求书

1.燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，其具有阳极入口、阴极入口、阳极排气装置和阴极排气装置；

氢气源，用于向所述燃料电池堆的所述阳极入口提供氢气；

压缩机，用于向所述燃料电池堆的所述阴极入口提供压缩空气；以及

在所述阳极排气装置中提供的三通阀，所述三通阀在电池堆正常工作期间选 择性地将阳极废气导向所述阴极入口和所述阴极排气装置；

其中在系统冷启动期间所述三通阀选择性地将阳极废气导向所述阴极入口。

2.如权利要求1所述的系统，还包括在所述阳极排气装置中的排放阀，用于 将阳极废气排放到所述阴极排气装置。

3.如权利要求1所述的系统，其中当命令氮气排放时，所述三通阀选择性地 将阳极废气导向所述阴极排气装置。

4.如权利要求3所述的系统，其中命令氮气排放是基于氮气排放算法做出的。

5.如权利要求1所述的系统，其中当阳极废气提供到所述阴极入口时阴极化 学计量被调整，以提供在所述燃料电池堆中的压缩空气和氢气的所需比例。

6.如权利要求5所述的系统，其中氢气和阴极空气的所述所需比例是2％。

7.燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，其具有阳极入口、阴极入口、阳极排气装置和阴极排气装置；

氢气源，用于向所述燃料电池堆的所述阳极入口提供氢气；

压缩机，用于向所述燃料电池堆的所述阴极入口提供压缩空气；

在所述阳极排气装置中提供的排放阀，用于将阳极废气排放到阴气排气装置 中；以及

在所述阳极排气装置中提供的三通阀，在电池堆正常工作过程中，当阳气废 气被命令排放时，所述三通阀选择性地将阳极废气导向所述阴极入口以及所述阴 极排气装置；

其中在系统冷启动过程中所述三通阀选择性地将阳极废气导向阴极入口。

8.如权利要求7所述的系统，其中氮气排放是基于氮气排放算法而命令的。

9.如权利要求7所述的系统，其中当阳极废气提供到所述阴极入口时阴极化 学计量被调整，以提供所述燃料电池堆中压缩空气与氢气的所需比例。

10.如权利要求9所述的系统，其中氢气与阴极空气的所述所需比例是2％。

11.加热燃料电池堆的方法，所述方法包括：

提供空气至燃料电池堆的阴极入口；以及

选择性地将阳极废气导向所述燃料电池堆的所述阴极入口，使得所述阳极废 气中的氢气在所述燃料电池堆的阴极侧燃烧并加热所述燃料电池堆；

其中选择性地将所述阳极废气导向所述阴极入口包括在系统冷启动期间选择 性地将所述阳极废气导向所述阴极入口。

12.如权利要求11所述的方法，还包括选择性地将所述阳极废气导向所述燃 料电池堆的阴极排气装置，以提供阳极废气排放从而从所述电池堆阳极侧去除氮 气。

13.如权利要求12所述的方法，其中选择性地将所述阳极废气导向所述阴极 入口以及所述阴极排气装置包括将所述阳极废气选择性地引导通过公共阀。

14.如权利要求12所述的方法，其中氮气排放是基于氮气排放算法而命令的。

15.如权利要求11所述的方法，其中当所述阳极废气被提供到所述阴极入口 时，阴极化学计量被调整，从而提供了在所述燃料电池堆中压缩空气与氢气的所 需比例。

16.如权利要求15所述的方法，其中氢气跟阴极空气的所述所需比例为2％。