[发明专利]燃料电池供氢系统及控制方法

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，公开一种燃料电池供氢系统及控制方法。该系统包括控制模块以及至少两个引射器和燃料电池电堆，引射器配置有第一引射入口和第二引射入口，引射器用于输出从第一引射入口和第二引射入口接入的氢气；一燃料电池电堆的阳极入气口与一引射器的输出端对应连接，各燃料电池电堆的阳极出气口相互连通，燃料电池电堆的阳极出气口将过量的氢气输出至向各第二引射入口；控制模块根据燃料电池电堆的内部氢气湿度调控燃料电池电堆的阳极入气口的氢气混合比例。本发明通过连接多个燃料电池电堆，使氢气在多个燃料电池电堆间循环，能够利用正常运行的燃料电池电堆调节异常的燃料电池电堆，实现各个电堆之间的相互主动调节。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是一种燃料电池供氢系统及控制方法。

背景技术

燃料电池因其功率密度高、能量转化率高的特点，成为氢能利用的主要方式之一，燃料电池系统包含了氢气循环子系统，该系统持续向电堆提供一定压力和流量的氢气，保证电堆高效运行，可以说氢气循环系统对燃料电池的效率、可靠性、寿命等都有着很大的影响。

供氢系统向燃料电池阳极提供过量的纯氢气，阳极发生反应后，通常会有未反应的氢气从阳极排气口排出。燃料电池电堆阳极排出的氢气通常有流通模式、死端模式、循环模式三种处理方式。流通模式下，阳极排出的氢气通过排气阀直接进入大气，会造成氢气的浪费，并且会污染环境；死端模式则是关闭氢气的排气阀，该模式下，过量的氢气能完全发生反应，但是产生的水汽会不断累积，容易造成燃料电池的水淹现象，降低燃料电池的效率与寿命；循环模式则是将未反应的氢气再次输送到阳极氢气入口处，对氢气再次利用，提高了燃料电池电堆的效率，可以说循环模式是供氢系统的一个发展方向。

然而，现有的供氢系统的循环模式是采用单个燃料电池电堆对氢气循环处理，单个燃料电池电堆的系统不能实现供氢的主动调节，当气体流量下降时，引射器的性能也会随之衰退，另外，燃料电池电堆在将氢气排出后，需要对氢气进行汽水分离的处理，当氢气再次输送至燃料电池电堆的阳极入口时还要进行加湿处理，工序繁多。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池供氢系统及控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

第一方面，提供一种燃料电池供氢系统，包括：

至少两个引射器，所述引射器配置有第一引射入口和第二引射入口，所述第一引射入口用于接入干燥的氢气源，所述引射器用于输出从第一引射入口和第二引射入口接入的氢气；

至少两个燃料电池电堆，一所述燃料电池电堆的阳极入气口与一引射器的输出端对应连接，各所述燃料电池电堆的阳极出气口相互连通，所述燃料电池电堆发生反应时，所述燃料电池电堆的阳极出气口将过量的氢气输出至向各第二引射入口；

控制模块，所述控制模块根据燃料电池电堆的内部氢气湿度调控燃料电池电堆的阳极入气口的氢气混合比例。

作为上述实施例的改进，所述第一引射入口和氢气源之间设置有第一气流阀，所述第二引射入口和燃料电池电堆的阳极出气口设置有第二气流阀。

作为上述实施例的改进，燃料电池供氢系统还包括阻抗检测模块，所述检测模块检测燃料电池电堆的膜电极电阻，所述控制模块根据检测得到的膜电极电阻确定燃料电池电堆的内部氢气湿度。

作为上述实施例的改进，燃料电池电堆的阳极出气口设置有排气支路，所述排气支路设置有排气阀。

作为上述实施例的改进，第一引射入口连接有压力调节器，所述燃料电池电堆的阳极入气口设置有压力传感器，所述控制器根据压力传感器的气压检测数据调控压力调节器。

作为上述实施例的改进，第一引射入口和压力调节器之间设置有温度传感器和湿度传感器。