[发明专利]一种新型的燃料电池系统及其控制方法

权利要求书

1.一种新型的燃料电池系统，包括燃料电池电堆(0)，氢气子系统，空气子系统，冷却子系统，负载控制子系统，气体震荡器(4)以及气体震荡器控制器(8)，其中，

所述气体震荡器(4)设置于氢气子系统和/或空气子系统的进气部分，以产生不同频率和幅值的震荡通气；

所述气体震荡器控制器(8)设置于电力输出回路中，所述气体震荡器控制器(8)包括电堆阻抗检测模块和气体震荡器控制模块，电堆阻抗检测模块在线监测燃料电池电堆(0)的运行阻抗，气体震荡器控制模块用于控制气体震荡器(4)的气体压力或流量的频率和幅值，电堆阻抗检测模块、气体震荡器控制模块、气体震荡器(4)形成一个在线反馈控制回路，从而实现燃料电池电堆(0)以最小阻抗运行，气体震荡器(4)以最佳频率和幅值进行工作的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种新型的燃料电池系统，其特征在于，所述氢气子系统包括进气通路Ⅰ和氢气再循环/尾排回路，所述进气通路Ⅰ包括氢气喷射器(3)和减压阀(2)，所述氢气再循环/尾排回路包括分水器(6)、氢气循环泵(5)和氢气尾排阀(7)，所述进气通路Ⅰ设置有包含气体震荡器(4)的氢气震荡支路以及使氢气以恒定流量和压力进行持续供气的氢气流动主路。

3.根据权利要求2所述的一种新型的燃料电池系统，其特征在于，氢气震荡支路与氢气流动主路为并联关系，进而使恒定流量和压力下的通气与具有一定频率和幅值的震荡通气相叠加，使氢气子系统形成具有可控频率和幅值的持续正向通气。

4.根据权利要求1所述的一种新型的燃料电池系统，其特征在于，所述空气子系统系统包括进气通路Ⅱ和空气排出回路，所述进气通路Ⅱ包括空气过滤器(17)，空气压缩机(16)和空气旁通阀(11)，所述空气排出回路包括空气背压阀(12)、加湿器(13)和消声器(14)，进气通路Ⅱ中设置有包含气体震荡器(4)的空气震荡支路以及使空气以恒定流量和压力进行持续供气的空气流动主路。

5.根据权利要求4所述的一种新型的燃料电池系统，其特征在于，气体震荡支路与空气流动主路为并联关系，进而使恒定流量和压力下的通气与具有一定频率和幅值的震荡通气相叠加，使空气子系统形成具有可控频率和幅值的持续正向通气。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种新型的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，通过气体震荡控制器控制气体震荡器(4)的气体压力或流量的频率，检测燃料电池电堆(0)输出的电压和电流信息，并对信号进行滤波、dq转换获得对应频率下阻抗幅值和相角，以获得燃料电池电堆(0)的阻抗实部和虚部；

步骤(2),按照步骤(1)不断地改变气体震荡器(4)的气体压力或流量的频率并获得对应频率下的阻抗，通过反馈控制算法使气体震荡频率朝着最小阻抗下的震荡频率变化，从而实现燃料电池电堆(0)以最小阻抗运行，气体震荡器(4)以最佳频率和幅值进行工作的运行状态。