[發(fā)明專利]一種燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)及加減載控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310409738.9
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103456974A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 王仁芳;侯中軍;胡景春;戚朋;江洪春;沈鴻娟
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

1.一種燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)，包括空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、電堆模塊（9）和電控系統(tǒng)；氫氣系統(tǒng)包括氫氣儲罐（5）、控制閥件（6）和氫尾排閥件（8），其特征在于所述氫氣系統(tǒng)中還包括緩沖罐（7），緩沖罐（7）安裝在控制閥件（6）與電堆氫氣進口之間的管路上，緩沖罐（7）容積大于等于極限加載速率時陽極所需氣量的體積。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于所述極限加載速率時陽極所需氣量的體積按以下公式計算

V(L)=ΔI×N×22.4×196485×2]]>

式中：V(L)為緩沖罐（7）容積，△I為加減載速率上限值，N為電堆節(jié)數(shù)，96485為法拉第常數(shù)，2為反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)。

3.權利要求1所述一種燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的加減載控制方法，包括陽極加減載控制和陰極加減載控制，其特征在于：所述陽極加減載控制是以緩沖罐（7）內(nèi)的氣量為上限，在燃料電池發(fā)動機加減載過程中，控制陰極加減載，所述控制陰極加減載的方法是：設定一個陰極加減載速率上限值，以設定的加減載速率上限值為最大加減載速率，進行系統(tǒng)的階梯形加減載控制，所述階梯形加減載控制包括以下步驟：

加載過程：

1）電控系統(tǒng)判斷：需求加載速率是否大于陰極設定的加減載速率上限值，如不大于陰極設定的加載速率上限值，電控系統(tǒng)按原設定加載速率加載；如大于陰極設定的加載速率上限值，電控系統(tǒng)按陰極限設定的加載速率上限值加載，

2）完成步驟1）后，再次重復步驟1），直至需求加載速率不大于陰極設定的加載速率上限值；

減載過程：

1）電控系統(tǒng)判斷：需求減載速率是否大于陰極設定的減載速率上限值，如不大于陰極設定的減載速率上限值，電控系統(tǒng)按原設定加載速率減載；如大于減載速率上限值，電控系統(tǒng)按設定的減載速率上限值減載，

2）完成步驟1）后，再次重復步驟1），直至需求減載速率不大于陰極設定的減載速率上限值。

4.根據(jù)權利要求3所述一種燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的加減載控制方法，其特征在于所述陰極設定的加減載速率上限值設定方法為：設陰極化學計量比范圍為S₁～S₂,正常計量比工作值為S,S₁為化學計量比范圍的下限值，S₂為化學計量比范圍的上限值，當前電流為I₁,目標電流I₂，△t為電流變化時間，則滿足以下關系：

加載過程I₁×S=I₂×S₁

減載過程I₁×S=I₂×S₂

根據(jù)以上關系式，在I₁為已知時，可求得I₂，則有

△I=∣I₁-I₂∣

△I為陰極加減載速率上限值。

5.根據(jù)權利要求3所述一種燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的加減載控制方法，其特征在于所述緩沖罐（7）內(nèi)的氣量是陰極加減載速率上限值時陽極所需氣量。