[发明专利]一种燃料电池供氢系统以及控制方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池供氢系统以及控制方法，该系统包括与供氢入口连接的调压阀，调压阀分别连接第一引射器回路与第二引射器回路，第一引射器回路包括依次连接的第一引射器、压力传感器、电推阳极与气水分离器，气水分离器的出气端与第一引射器的回气端相连；压力传感器用于检测电堆阳极入口的当前压力值；调压阀用于基于当前压力值调整氢气流入量；第二引射器回路包括依次连接的截止阀、第二引射器、电堆阳极以及气水分离器，气水分离器的出气端与第二引射器的回气端相连。本发明能够在单级引射器回路与双级引射器回路之间进行切换时，稳定电堆阳极入口的压力，增加电堆中质子交换膜的寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体为一种燃料电池供氢系统。

背景技术

燃料电池系统主要包括空气供应子系统、氢气供应子系统、热管理子系统以及电堆等几部分。基于电堆电化学反应特性以及电堆内部液态水的吹扫的要求，一般需要空气和氢气供应子系统提供过量的空气和氢气。由于氢气作为能源燃料，过量的氢气如直接排放则会造成运营成本过高、污染环境。因此，在氢气供应子系统中一般设置有新鲜氢气供应部件以及未使用完的氢气回收部件。

现有技术中，采用单级引射器方案，燃料电池系统小功率极易造成水淹，氢气利用率低，无法在小功率阶段正常运行，造成系统无法进行整车的功率跟随策略；如果采用双极引射器方案，在单级引射器回路与双级引射器回路进行切换时，供氢系统压力波动极大，降低电堆中质子交换膜的寿命。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明公开一种燃料电池供氢系统，能够在单级引射器回路与双级引射器回路之间进行切换时，稳定电堆阳极入口的压力，增加电堆中质子交换膜的寿命。该方法包括与供氢入口连接的调压阀，所述调压阀分别连接第一引射器回路与第二引射器回路，所述第一引射器回路包括依次连接的第一引射器、压力传感器、电推阳极与气水分离器，所述气水分离器的出气端与所述第一引射器的回气端相连；所述压力传感器用于检测所述电堆阳极入口的当前压力值；所述调压阀用于基于所述当前压力值调整氢气流入量；

所述第二引射器回路包括依次连接的截止阀、第二引射器、所述电堆阳极以及所述气水分离器，所述气水分离器的出气端与所述第二引射器的回气端相连。

更进一步地，所述第二引射器的出气端与所述第一引射器的出气端相连，所述第二引射器的出气端与所述第一引射器的出气端之间设有单向阀，以防止所述第一引射器回路与所述第二引射器回路中的氢气逆流。

更进一步地，所述气水分离器的出水端与电磁阀的第一端连接，所述电磁阀的第二端与气水排放口连接，所述电磁阀的第二端与所述电堆阳极的进气端之间设有泄压阀。

另一方面，本申请还提供一种燃料电池供氢控制方法，该方法是基于如上所述的一种燃料电池供氢系统实现的，所述方法包括：

获取所述供氢系统的当前功率；

在所述当前功率大于功率阈值的情况下，生成第一回路调节指令；

基于所述第一回路调节指令，开启所述截止阀，以使所述氢气流向所述第二引射器回路；

基于所述当前压力值确定第一目标调节信息；

基于所述第一目标调节信息调节所述调压阀的氢气流入量。

更进一步地，所述基于所述第一回路调节指令，开启所述截止阀包括：

基于第一回路调节指令，开启电磁阀，以使所述气水分离器进行排液；

在所述气水分离器中的液体排尽时，关闭所述电磁阀；

开启所述截止阀，以使所述氢气流向所述第二引射器回路。

更进一步地，所述基于所述第一回路调节指令，开启所述截止阀之后包括：