[发明专利]一种氢燃料电堆均衡气体的控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种氢燃料电堆均衡气体的控制系统及方法，系统包括氢燃料电堆及氢气瓶，氢气瓶引出主管道，在主管道上设置若干支管道，在支管道上设置电磁阀，在各个电池单体处设置温度传感器及压力传感器，温度传感器、压力传感器将信号传输至控制单元内，控制单元对信号进行判断并控制电磁阀的；方法为S1、接收开始工作信号，开始供气；S2、采集气体压力；S3、调整气体压力；S4、采集环境温度；S5、调整环境温度；S6、判断温差值并调节。支管道将输入的气体并联，保证各电池单体的气体流量的一致性；通过温度传感器的温度更直观判断各电池单体反应是否一致，通过气体流量精确的控制，做到让氢燃料电堆产生最大的效率，而且不浪费气体。

技术领域

本发明涉及氢燃料电堆的控制技术，尤其是涉及一种氢燃料电堆均衡气体的控制系统及方法。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。由于氢燃料电池根据其本身的特性，不会对环境造成污染，从而应用越来越广泛；氢燃料电池生成电量由反应最慢的决定，也就是短板效应，因此，氢燃料电池要想更高的效率，那就必须保证每一组氢燃料电池反应一致性；但是氢燃料电池在反应时也需要保证其在合适的温度下，才能高效的输出电能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够保证氢燃料电池反应一致性且高效输出电能的氢燃料电堆均衡气体的控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种氢燃料电堆均衡气体的控制系统，包括由若干电池单体串并联组成的氢燃料电堆以及用于供给氢气的氢气瓶，所述的氢气瓶引出用于输送氢气的主管道，在所述的主管道上设置若干用于将氢气分配至各个电池单体的支管道，在所述的支管道上设置电磁阀，在各个所述的电池单体处均设置温度传感器以及压力传感器，所述的温度传感器、压力传感器将检测到的信号传输至控制单元内，控制单元对信号进行判断并控制电磁阀的开启与关闭。

进一步具体的，在所述的支管道上开设若干排气孔，若干所述的排气孔均匀分布于支管道上，使得通入的氢气均匀分布在电池单体内。

一种基于上述的氢燃料电堆均衡气体的控制方法，该控制方法的步骤为，

S1、开始工作，控制单元接收外部的开始工作信号，控制打开电磁阀，使得氢气瓶给氢燃料电堆供气；

S2、采集电池单体内气体压力，通过压力传感器检测各个电池单体内的气体压力并传输至控制单元处理；

S3、调整电池单体内气体压力，控制单元依次对采集到的气体压力进行判断，判断电池单体内气体压力是否大于第一压力阈值且小于第二压力阈值，若是则直接进入步骤S4，若否则调节电磁阀增加或减小气体流量后继续对气体压力判断，直至符合要求；

S4、采集电池单体内环境温度，通过温度传感器检测电池单体内的环境温度并传输至控制单元处理；

S5、调整电池单体的环境温度，控制单元依次对采集到的环境温度进行判断，判断电池单体内的环境温度是否大于第一温度阈值且小于第二温度阈值，若是则进入步骤S6，若否则调节电磁阀增加或减小气体流量后继续对环境温度进行判断，直至符合要求；

S6、判断温差值，在所有的环境温度值内选取最低值与最高值，进行求差处理，当温差值大于温差设定阈值时，调节电磁阀增加或减小气体流量后继续对温差值判断，直至符合要求。

进一步具体的，在所述的步骤S5中控制电磁阀增加或减小氢气流量开始计时，经过预先设定时间后，通过温度传感器采集电池单体内的环境温度，若此时的环境温度小于第一温度阈值或高于第二温度阈值，则控制单元发出警报，说明该电池单体出现问题。

进一步具体的，所述的第一压力阈值为175kPa，所述的第二压力阈值为185kPa。