[發明專利]用于燃料電池的壓電噴射器

有效

• 申請號: 201210165505.4
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102800874A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: R.霍布邁爾;B.策爾納;M.榮
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;譚祐祥

技術領域

本發明大體上涉及控制壓縮供氣，尤其涉及對利用了壓縮供氣的燃料電池或其他裝置的入口處的壓力進行控制。

背景技術

通常稱為燃料電池的電化學轉化電池通過處理反應物（例如通過氫與氧的氧化和還原）來產生電能。氣體常常被從加壓儲存罐引入燃料電池。

機械壓力調節器已被用于控制燃料電池或其他裝置的入口處的壓力。然而，機械壓力調節器具有許多問題。機械壓力調節器的彈簧力在調節器的壽命期間逐漸降低，并且其還可能受溫度的影響。調節器的有效壓力受到通過該調節器的流率的影響。彈簧力調節器的膜的剛度由于材料老化和劣化從而隨著時間的過去而改變。作為這些效應的結果，壓力調節器的設定點改變，并且和要求的值相比隨著時間的過去而不同。然而，如果壓力調節器改變了其設定點，則該偏差不能通過機械壓力調節器得到校正。另外，由于在高流量瞬變時，摩擦是不同的，所以機械部分經受粘滑效應。此外，由于彈簧施力的壓力調節器沒有閉合得非常緊密，所以管線中的泄漏不可避免。另外，對于從高的壓力水平（例如700巴）降至低的壓力水平（例如2巴的絕對壓力）的降壓而言，通常存在對多個壓力級的需求。為了實現目標壓力處的小的公差，多個降壓級都必需安裝有機械的彈簧施力的壓力調節器。

發明內容

本發明的一個方面是一種用于燃料電池的燃料供應系統。該燃料供應系統的一個實施例包括：燃料供應容器；燃料支出管線，其與燃料供應容器和燃料電池流體連通；壓電噴射器，其與燃料支出管線流體連通；和壓力傳感器，其連接至燃料支出管線并且定位于燃料供應容器與燃料電池之間。

本發明的另一方面是一種控制至燃料電池的壓力的方法。該方法包括：提供一種燃料供應系統，該燃料供應系統包括：燃料供應容器，與燃料供應容器和燃料電池流體連通的燃料支出管線，與燃料支出管線流體連通的壓電噴射器，以及連接至燃料支出管線并且定位于燃料供應容器與燃料電池之間的壓力傳感器；從燃料供應容器通過燃料支出管線提供氣體流；用壓力傳感器測量壓力；將測量壓力與基準壓力比較；和基于測量壓力與基準壓力之間的差控制壓電噴射器。

本發明還包括以下方案：

1.?一種用于燃料電池的燃料供應系統，包括：

燃料供應容器；

燃料支出管線，所述燃料支出管線與所述燃料供應容器和所述燃料電池流體連通；

壓電噴射器，所述壓電噴射器與所述燃料支出管線流體連通；以及

壓力傳感器，所述壓力傳感器連接至所述燃料支出管線并且定位于所述燃料供應容器與所述燃料電池之間。

2.?根據方案1所述的燃料供應系統，還包括截止閥，所述截止閥連接至所述燃料支出管線，并且定位于所述燃料供應容器與所述壓力傳感器之間。

3.?根據方案1所述的燃料供應系統，還包括卸壓閥，所述卸壓閥連接至所述燃料支出管線，并且定位于所述燃料供應容器與所述燃料電池之間。

4.?根據方案3所述的燃料供應系統，其中，所述卸壓閥定位于所述燃料供應容器與所述壓力傳感器之間。

5.?根據方案1所述的燃料供應系統，其中，所述壓電噴射器定位于所述燃料供應容器中。

6.?根據方案5所述的燃料供應系統，其中，所述壓電噴射器定位于所述燃料供應容器的凸起部中。

7.?根據方案1所述的燃料供應系統，其中，所述壓電噴射器定位于所述燃料支出管線中并且位于所述燃料供應容器與所述壓力傳感器之間。

8.?根據方案7所述的燃料供應系統，還包括在所述燃料供應容器中的限流器。

9.?根據方案1所述的燃料供應系統，其中，存在超過一個的燃料供應容器。

10.?根據方案9所述的燃料供應系統，其中，每個燃料供應容器具有在其中的所述壓電噴射器。

11.?根據方案1所述的燃料供應系統，還包括定位于所述壓電噴射器前面的過濾器。

12.?根據方案11所述的燃料供應系統，還包括定位于所述過濾器前面的屏蔽件。

13.?根據方案1所述的燃料供應系統，還包括定位于所述壓電噴射器與所述燃料電池之間的壓力脈沖過濾器，所述壓力脈沖過濾器與所述燃料支出管線流體連通。

14.?根據方案13所述的燃料供應系統，其中，所述壓力脈沖過濾器包括與限流器流體連通的貯存器。

15.?一種控制至燃料電池的壓力的方法，包括：

提供一種燃料供應系統，所述燃料供應系統包括：

????燃料供應容器；

????燃料支出管線，所述燃料支出管線與所述燃料供應容器和所述燃料電池流體連通；