[发明专利]用于燃料电池的压电喷射器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及控制压缩供气，尤其涉及对利用了压缩供气的燃料电池或其他装置的入口处的压力进行控制。

背景技术

通常称为燃料电池的电化学转化电池通过处理反应物（例如通过氢与氧的氧化和还原）来产生电能。气体常常被从加压储存罐引入燃料电池。

机械压力调节器已被用于控制燃料电池或其他装置的入口处的压力。然而，机械压力调节器具有许多问题。机械压力调节器的弹簧力在调节器的寿命期间逐渐降低，并且其还可能受温度的影响。调节器的有效压力受到通过该调节器的流率的影响。弹簧力调节器的膜的刚度由于材料老化和劣化从而随着时间的过去而改变。作为这些效应的结果，压力调节器的设定点改变，并且和要求的值相比随着时间的过去而不同。然而，如果压力调节器改变了其设定点，则该偏差不能通过机械压力调节器得到校正。另外，由于在高流量瞬变时，摩擦是不同的，所以机械部分经受粘滑效应。此外，由于弹簧施力的压力调节器没有闭合得非常紧密，所以管线中的泄漏不可避免。另外，对于从高的压力水平（例如700巴）降至低的压力水平（例如2巴的绝对压力）的降压而言，通常存在对多个压力级的需求。为了实现目标压力处的小的公差，多个降压级都必需安装有机械的弹簧施力的压力调节器。

发明内容

本发明的一个方面是一种用于燃料电池的燃料供应系统。该燃料供应系统的一个实施例包括：燃料供应容器；燃料支出管线，其与燃料供应容器和燃料电池流体连通；压电喷射器，其与燃料支出管线流体连通；和压力传感器，其连接至燃料支出管线并且定位于燃料供应容器与燃料电池之间。

本发明的另一方面是一种控制至燃料电池的压力的方法。该方法包括：提供一种燃料供应系统，该燃料供应系统包括：燃料供应容器，与燃料供应容器和燃料电池流体连通的燃料支出管线，与燃料支出管线流体连通的压电喷射器，以及连接至燃料支出管线并且定位于燃料供应容器与燃料电池之间的压力传感器；从燃料供应容器通过燃料支出管线提供气体流；用压力传感器测量压力；将测量压力与基准压力比较；和基于测量压力与基准压力之间的差控制压电喷射器。

本发明还包括以下方案：

1. 一种用于燃料电池的燃料供应系统，包括：

燃料供应容器；

燃料支出管线，所述燃料支出管线与所述燃料供应容器和所述燃料电池流体连通；

压电喷射器，所述压电喷射器与所述燃料支出管线流体连通；以及

压力传感器，所述压力传感器连接至所述燃料支出管线并且定位于所述燃料供应容器与所述燃料电池之间。

2. 根据方案1所述的燃料供应系统，还包括截止阀，所述截止阀连接至所述燃料支出管线，并且定位于所述燃料供应容器与所述压力传感器之间。

3. 根据方案1所述的燃料供应系统，还包括卸压阀，所述卸压阀连接至所述燃料支出管线，并且定位于所述燃料供应容器与所述燃料电池之间。

4. 根据方案3所述的燃料供应系统，其中，所述卸压阀定位于所述燃料供应容器与所述压力传感器之间。

5. 根据方案1所述的燃料供应系统，其中，所述压电喷射器定位于所述燃料供应容器中。

6. 根据方案5所述的燃料供应系统，其中，所述压电喷射器定位于所述燃料供应容器的凸起部中。

7. 根据方案1所述的燃料供应系统，其中，所述压电喷射器定位于所述燃料支出管线中并且位于所述燃料供应容器与所述压力传感器之间。

8. 根据方案7所述的燃料供应系统，还包括在所述燃料供应容器中的限流器。

9. 根据方案1所述的燃料供应系统，其中，存在超过一个的燃料供应容器。

10. 根据方案9所述的燃料供应系统，其中，每个燃料供应容器具有在其中的所述压电喷射器。

11. 根据方案1所述的燃料供应系统，还包括定位于所述压电喷射器前面的过滤器。

12. 根据方案11所述的燃料供应系统，还包括定位于所述过滤器前面的屏蔽件。

13. 根据方案1所述的燃料供应系统，还包括定位于所述压电喷射器与所述燃料电池之间的压力脉冲过滤器，所述压力脉冲过滤器与所述燃料支出管线流体连通。

14. 根据方案13所述的燃料供应系统，其中，所述压力脉冲过滤器包括与限流器流体连通的贮存器。

15. 一种控制至燃料电池的压力的方法，包括：

提供一种燃料供应系统，所述燃料供应系统包括：

    燃料供应容器；

    燃料支出管线，所述燃料支出管线与所述燃料供应容器和所述燃料电池流体连通；