[发明专利]一种可逆燃料电池系统

权利要求书

1.一种可逆燃料电池系统，至少包括电堆、氢气循环单元、氧气循环单元和水循环单元，控制单元(2)分别与电堆、氢气循环单元、氧气循环单元和水循环单元连接，其特征在于，

所述水循环单元至少包括能够气水分离的第二容器(7)和第一换热装置(6)，

所述第一换热装置(6)设置在所述第二容器(7)的气分离部分的上游以将电堆排出的水从所述第二容器(7)的水分离部分循环至所述电堆，

至少一个水箱(5)设置在所述第二容器(7)的水分离部分的上游，

在补充水的情况下，所述水箱(5)中的水以不经过所述第一换热装置(6)的方式传输至所述电堆。

2.根据权利要求1所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述氧循环单元与所述水循环单元以共享第二容器(7)的方式设置，其中，

所述第二容器(7)的气分离部分分别与所述电堆的阴极出口和阴极入口连通，所述第二容器(7)以气水分离的方式将所述电堆排出的氧气中的分离至水循环单元中。

3.根据权利要求2所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述第二容器(7)与所述电堆的阴极入口之间以设置至少一个第二单向阀(52)的方式使得氧气和水以不可逆流的方式单向循环。

4.根据权利要求3所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述第二容器(7)与所述电堆的阴极入口之间还设置有至少一个第二循环泵(4)，所述第二循环泵(4)以与自身并联的方式设置有第一电磁阀(53)；

在电堆以电解模式运行时，所述第二循环泵(4)关闭，氢气通过开启的第一电磁阀(53)排出；

在电堆以发电模式运行时，第一电磁阀(53)关闭，电堆排出的水通过所述第二循环泵(4)排出。

5.根据权利要求4所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述第二容器(7)的水分离部分通过三通阀(58)分别与电堆的阴极(12)和冷却结构(13)连接，

所述三通阀(58)基于控制单元(2)的指令选择性地调节输送至阴极的水的水压和/或水量。

6.根据权利要求1～5任一项所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述氢气循环单元至少包括串联设置的第一容器(3)和第一循环泵(10)，

所述第一循环泵(10)与电堆的阳极入口之间设置有引导氢气单向流动的第一单向阀(51)，使得氢气循环单元中的氢气和水以不可逆流的方式单向循环。

7.根据权利要求6所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述第一循环泵(10)以与自身并联的方式设置有第三电磁阀(55)，

在电堆以电解模式运行时，所述第一循环泵(10)关闭，氢气通过开启的第三电磁阀(55)排出；

在电堆以发电模式运行时，第三电磁阀(55)关闭，电堆排出的水通过第一循环泵(10)排出。

8.根据权利要求6所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述第二容器(7)的水分离部分与三通阀(58)之间设置有第三换热器(46)和加热器(60)。

9.根据权利要求1～5任一项所述的可逆燃料电池系统，其特征在于，所述电堆通过变换单元与至少一个电源连接，

所述变换单元包括并联设置的第一变换器(1)和第二变换器(30)，在所述第一变换器(1)和第二变换器(30)之间的至少一个循环管路上设置有用于降温的第二换热装置(43)。

10.一种可逆燃料电池系统的水循环单元，其特征在于，至少包括能够气水分离的第二容器(7)和第一换热装置(6)，

所述第一换热装置(6)设置在所述第二容器(7)的气分离部分的上游以将电堆排出的水从所述第二容器(7)的水分离部分循环至电堆，

至少一个水箱(5)设置在所述第二容器(7)的水分离部分的上游，在补充水的情况下，所述水箱(5)中的水以不经过所述第一换热装置(6)的方式传输至所述电堆。