[发明专利]一种气体压力控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种气体压力控制系统及方法，该气体压力控制系统包括燃料电池控制器FCU以及，第一背压调节器和/或第二背压调节器，该第一背压调节器和/或第二背压调节器与FCU连接，第一背压调节器安装于燃料电池电堆的空气出口处，第二背压调节器安装于燃料电池电堆的氢气出口处，FCU用于获取燃料电池电堆的空气出口处的空气压力数据和/或燃料电池电堆的氢气出口处的氢气压力数据，并根据该空气压力数据调节第一背压调节器的开启角度和/或根据该氢气压力数据调节第二背压调节器的开启角度，解决了现有技术中燃料电池流道内气体压力过低会影响燃料电池反应效率，气体压力过高导致电堆密封困难，两侧气体压差增大容易损伤膜片的问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种气体压力控制系统及方法。

背景技术

氢燃料电动汽车在行驶的过程中，由于路况和车速的不同，氢燃料电池的实际输出功率也是不同的。而由于功率输出的不同，燃料电池反应生成物——水的产生量也是不同的。氢/空质子交换膜燃料电池反应产生的水在空气这一侧，需要随着空气一起排出电堆外。当功率输出减小的时候，产生的水减少，就需要减少空气的流量，否则会吹干反应膜，影响反应效率；当功率输出增大的时候，产生的水增多，就需要增加空气的流量，否则会电堆内部积水，也会影响反应效率。然而，由于空气流量的不同，导致流道内压力也在不断变化，流量减少会降低流道内空气压力，流量增大则会增加空气压力。反应膜两侧过低的空气/氢气压力也会影响反应效率，过高的空气/氢气压力则会导致电堆密封困难，膜片两侧空气与氢气压差增大容易损伤膜片。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种气体压力控制系统及方法，以解决现有技术中燃料电池流道内气体压力过低会影响燃料电池反应效率，气体压力过高导致电堆密封困难，两侧气体压差增大容易损伤膜片的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种气体压力控制系统，包括：第一背压调节器；其中，所述第一背压调节器与所述FCU连接，所述第一背压调节器安装于燃料电池电堆的空气出口处；所述FCU用于获取所述燃料电池电堆的空气出口处的空气压力数据，并根据所述空气压力数据调节所述第一背压调节器的开启角度；和/或，第二背压调节器，所述第二背压调节器与所述FCU连接，所述第二背压调节器安装于所述燃料电池电堆的氢气出口处；所述FCU用于获取所述燃料电池电堆的氢气出口处的氢气压力数据，并根据所述氢气压力数据调节所述第二背压调节器的开启角度。

可选地，所述FCU还用于在所述空气压力数据大于或者等于第一预定阈值时，增大所述第一背压调节器的开启角度，在所述空气压力数据小于所述第一预定阈值时，减小所述第一背压调节器的开启角度；和/或，所述FCU还用于在所述氢气压力数据大于或者等于第二预定阈值时，增大所述第二背压调节器的开启角度，在所述氢气压力数据小于所述第二预定阈值时，减小所述第二背压调节器的开启角度。

可选地，所述空气压力控制系统还包括：空压机，所述空压机安装于所述燃料电池的电堆入口处，用于调节所述燃料电池的流道内的空气流量；其中，所述FCU在所述燃料电池的输出功率大于或者等于第三预定阈值时，增大所述空压机的功率；所述FCU在所述燃料电池的输出功率小于所述第三预定阈值时，减小所述空压机的功率。

可选地，所述空气压力控制系统还包括：第一压力传感器，所述第一压力传感器安装于所述燃料电池电堆的空气出口处，用于采集所述空气压力数据，并将所述空气压力数据发送至所述FCU；和/或，第二压力传感器，所述第二压力传感器安装于所述燃料电池电堆的氢气出口处，用于采集所述氢气压力数据，并将所述氢气压力数据发送至所述FCU。