[發明專利]用低電壓源起動燃料電池系統的閉環方法

有效

• 申請號: 200810215244.6
• 申請日: 2008-09-22
• 公開（公告）號: CN101399359A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: A·B·阿爾普;A·喬杜里;M·C·柯克林;M·K·霍爾托普;J·P·薩爾瓦多
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張群峰

1.一種燃料電池系統，包括：

燃料電池堆，其具有多個燃料電池并具有陽極入口和陰極入口；

空氣壓縮器，其與所述陰極入口流體連通；

設置在所述空氣壓縮器與所述陰極入口之間的旁路閥，所述旁路閥適于選擇性地使空氣流繞過所述燃料電池堆至排放部；

氫氣源，其與所述陽極入口流體連通；

起動電池，其與所述空氣壓縮器電連通；

功率轉換模塊，其與所述起動電池和所述空氣壓縮器電連通，該功率轉換模塊適于選擇性地升高供應到所述空氣壓縮器的所述起動電池的電壓；

控制器，其與所述功率轉換模塊連通，并適于基于可用電能設置空氣壓縮器速度；

壓力傳感器，其與所述控制器電連通，并適于測量所述空氣壓縮器處的壓縮器壓力；和

至少一個速度傳感器，其與所述控制器電連通并適于測量所述空氣壓縮器的實際速度；

其中所述控制器適于基于由所述壓力傳感器測量到的壓縮器壓力和由所述速度傳感器測量到的實際速度而安排陽極清理，使得將排放的氫氣的濃度保持為小于所希望的量。

2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述起動電池包括低電壓電池和高電壓電池中的至少一種。

3.根據權利要求2所述的燃料電池系統，其中，所述高電壓電池是混合動力電池。

4.根據權利要求1所述的燃料電池系統，進一步包括：適于測量所述起動電池的電壓的電壓傳感器。

5.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中所述安排陽極清理包括安排流向燃料電池堆的氫氣流速和時間調配。

6.根據權利要求1所述的燃料電池系統，進一步包括：設置在所述氫氣源與所述燃料電池堆之間的調節閥，所述調節閥適于選擇性地對所述燃料電池堆提供陽極清理。

7.一種用低電壓電池啟動燃料電池堆的方法，包括以下步驟：

接收啟動請求；

使功率轉換模塊能夠升高所述低電壓電池的電能；

確定升壓的低電壓電池的可用電能；

基于所述可用電能確定空氣壓縮器的估算速度；

啟動空氣壓縮器，其中所述空氣壓縮器被設置為所述估算速度；

使來自所述空氣壓縮器的空氣繞過所述燃料電池堆至排放部；

測量所述空氣壓縮器的實際速度；

測量壓縮器出口壓力；

當a)所述實際速度大于所希望的速度或者b)已經經過了壓縮器增速時間時，根據所述實際速度和所述壓縮器出口壓力計算空氣流速；和

基于所述空氣流速安排陽極清理。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述確定可用電能的步驟包括：根據測量到的所述低電壓電池的電壓計算可用電能。

9.根據權利要求7所述的方法，其中，所述所希望的速度通過所述估算速度而計算出。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述所希望的速度等于所述估算速度減去差值速度。

11.根據權利要求7所述的方法，其中，所述安排陽極清理的步驟包括以下步驟中的至少一個：a)為所述陽極清理設置時間；和b)為所述陽極清理設置氫氣流速。

12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述用于陽極清理的氫氣流速通過基于所述空氣流速的查詢表計算。

13.根據權利要求11所述的方法，其中，優化所述用于陽極清理的氫氣流速以使排放的氫氣濃度保持小于4％的體積百分量。