[发明专利]一种燃料电池系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种燃料电池系统及其控制方法，通过控制相应电磁阀的开闭实现了燃料一号燃料电池组和二号燃料电池组的分时工作，增大了燃料电池的高效区间，可显著提升燃料电池汽车的经济性，所提出的离心均压器即可有效避免因气路吹扫带来的氢气浪费问题，又可在一定程度上稳定两侧气路的压力进而延长燃料电池的使用寿命。根据所提出的燃料电池系统进一步提出其控制方法，该方法在充分考虑所提系统特点的基础上尽可能的提高燃料电池系统的经济性。

主权项

1.一种燃料电池系统包括一号燃料电池组(8)、二号燃料电池组(17)、阳极回路、阴极回路、离心均压器总成；所述的阳极回路包括储氢罐(1)、压力调节阀(2)、氢气循环泵(3)、氢气循环泵电机(4)、一号电磁阀(5)、二号电磁阀(6)、三号电磁阀(7)；所述的阴极回路包括空气压缩机(13)、增湿器(12)、四号电磁阀(9)、五号电磁阀(10)、六号电磁阀(11)、背压阀(16)、膨胀机(15)、空气压缩机电机(14)；所述的离心均压器总成包括超声波液位传感器(18)、七号电磁阀(19)、离心均压器壳(20)、浮块(21)、氢气进气管(23)、氢气出口(22)、空气入口(24)、空气出口(25)、挡气板(26)、排水口(27)、氢气侧水循环孔(30)、空气侧水循环孔(28)、分隔板(29)；所述的储氢罐(1)与所述的压力调节阀(2)的一端通过管路连接，所述的压力调节阀(2)的另一端通过管路同时与所述的一号燃料电池组(8)的阳极入口和氢气循环泵(3)的出口连接，所述的一号燃料电池组(8)的阳极出口与所述的二号电磁阀(6)的入口相连，所述的二号电磁阀(6)的出口与所述的离心均压器壳(20)上的氢气进气管(23)相连，所述的氢气出口(22)与所述的氢气循环泵(3)的入口相连，所述的三号电磁阀(7)的一端与所述的二号电磁阀(6)的入口相连另一端与所述的二号燃料电池组(17)的阳极入口相连，所述的一号电磁阀(5)的一端与所述的二号电磁阀(6)的出口相连另一端与所述的二号燃料电池组(17)的阳极出口相连，所述的氢气循环泵电机(4)的动力输出轴与所述的氢气循环泵(3)的转动部分固连在一起；所述的空气压缩机(13)的出口与所述的加湿器(12)进气侧的入口通过管路相连，所述的加湿器(12)进气侧的出口通过管路与所述的一号燃料电池组(8)的阴极入口相连，所述的一号燃料电池组(8)的阴极出口通过管路与所述的五号电磁阀(10)的入口相连，所述的五号电磁阀(10)的出口与所述的离心均压器壳(20)上的空气入口(24)通过管路相连，所述的空气出口(25)通过管路与所述的加湿器(12)排气侧入口相连，所述的加湿器(12)的排气侧出口与所述的背压阀(16)的入口相连，所述的背压阀(16)的出口与所述的膨胀机(15)的入口相连，所述的膨胀机(15)的出口与所述的外界大气相连，所述的四号电磁阀(9)一端与所述的五号电磁阀(10)的入口相连另一端与所述的二号燃料电池组(17)阴极入口相连，所述的六号电磁阀(11)一端与所述的五号电磁阀(10)的出口相连另一端与所述的二号燃料电池组(17)阴极出口相连，所述的空气压缩机电机(14)的驱动轴的两端分别与所述的空气压缩机(13)的动力输入端和膨胀机(15)的动力输出端机械连接；所述的离心均压器总成的挡气板(26)将离心均压器壳(20)内部分为两侧，两侧唯一通过位于离心均压器壳(20)下底面与挡气板(26)之间的孔相通，分隔板(29)将离心均压器壳(20)的内部分为上下两部分，上下两部分通过氢气侧水循环孔(30)和空气侧水循环孔(28)相通，两个相同的浮块(21)分别放置在挡气板(26)的两侧，且浮块的密度小于水的密度，浮块的表面和分隔板(29)的上表面足够光滑平整，以使当两者接触时有较好的密封功能，排水口(27)位于分隔板(29)以上，以保证即使七号电磁阀(19)出现故障时阴极侧的空气仍不会通过离心均压器壳(20)下底面与挡气板(26)间的孔进入氢气侧,；氢气进气管(23)与离心均压器壳(20)相切，且向下倾斜30度。