[实用新型]燃料电池氢气供应子系统及燃料电池系统

说明书

本实用新型涉及燃料电池控制技术领域，特别是燃料电池氢气供应子系统及燃料电池系统。该电池系统包括电堆和氢气供应子系统，该子系统包括供气支路和连通燃料电池电堆入氢口和出氢口的循环回路，通过在循环回路中设置并联的非加压支路和加压支路，加压支路通过循环泵连接到入口支路，非加压支路直接连接入口支路，当从电堆出来的氢气压力较高时，氢气通过非加压支路循环，不再使用循环泵，避免消耗更多电量，降低电附件功率；循环泵使用时间减少，增加循环泵使用年限；且使用相同时间内循环泵维修次数减少，更换频率降低，降低使用成本，解决了循环泵一直处于工作状态，消耗能量较高，造成能源浪费的问题。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池控制技术领域，特别是燃料电池氢气供应子系统及燃料电池系统。

背景技术

随着化石燃料的日益枯竭和全球环境污染的加剧，使用清洁能源成为一种必然趋势。氢燃料电池汽车以氢为燃料，通过燃料电池系统与空气中的氧气发生电化学反应产生电能。氢燃料电池汽车具备零排放、效率高、续驶里程长等优点，在世界范围内得到了广泛关注，各大汽车厂商也相继发布其氢燃料电池汽车。

氢燃料电池系统作为氢燃料电池汽车的核心零部件，其最新技术大多由国外垄断，国内还处于起步阶段。燃料电池电堆和核心零部件严重依赖于进口，特别是氢气供应子系统核心零部件，氢气供给子系统方案也处于探索阶段。有中国专利公布号为CN107331881A的专利文献公开了一种中高压燃料电池发动机，其中该发动机包括氢气供应子系统，该子系统包括供气管路和循环回路，其中供气管路依次通过氢气瓶、组合瓶阀、过流阀、压力调节阀和进氢电磁阀连接燃料电池电堆的入氢口进行供氢；循环回路上设置有氢气循环泵，能够将未反应的氢气经过氢气循环泵再次进入燃料电池电堆的入氢口。

上述文献中当环境温度较高或较低时，从氢瓶中排出的氢气温度也会随温度的变化而变化，而电堆反应需要的最佳氢气温度是一定的，因此当环境温度较为极端时，从氢瓶中排出的氢气温度并不能满足电堆高效运行，催化剂不能处于高效活性状态，导致氢气不能完全发生电化学反应，氢气利用率较低，降低燃料电池系统效率，同时，通过氢气循环泵将氢气循环至进供气管路来实现氢气循环，且从电堆排出的氢气必须经过氢气循环泵，致使氢气循环泵一直处于工作状态，且部分高压氢气循环泵功率较大，消耗较大电量，造成能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供燃料电池氢气供应子系统及燃料电池系统，用以解决循环泵一直处于工作状态，消耗能量较高，造成能源浪费的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种燃料电池氢气供应子系统，包括以下供气系统技术方案：

供气系统方案一：一种燃料电池氢气供应子系统，包括供气支路和连通燃料电池电堆入氢口和出氢口的循环回路；所述循环回路包括连接所述入氢口的入口支路、连接所述出氢口的出口支路、加压支路和非加压支路；所述供气支路的一端连接所述入口支路，所述供气支路的另一端用于连接气源；所述加压支路与所述非加压支路并联设置；所述加压支路和所述非加压支路上分别设置有相应控制阀以实现所述加压支路和所述非加压支路的选通控制，或者所述加压支路和所述非加压支路通过第一三通阀连接在所述循环回路上以实现所述加压支路和所述非加压支路的通断控制；所述加压支路上设置有循环泵，所述出口支路上设置有压力传感器。

有益效果是，本供气系统方案一通过在循环回路中设置并联的非加压支路和加压支路，加压支路通过循环泵连接到入口支路，非加压支路直接连接入口支路，当从电堆出来的氢气压力较高时，氢气直接通过非加压支路直接到供气支路，不再使用循环泵，避免消耗更多电量，降低电附件功率；循环泵使用时间减少，增加循环泵使用年限；且使用相同时间内循环泵维修次数减少，更换频率降低，降低使用成本，解决了循环泵一直处于工作状态，消耗能量较高，造成能源浪费的问题。