[發明專利]用于控制氫排放的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410371545.3
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104733751B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 李憲重;權相旭
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/04089
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

本發明提供用于控制氫排放的裝置和方法。該裝置包括：被設置用于鄰近燃料電池堆的陽極布置的出口并且被配置為調節燃料電池堆的水的流出的排放閥。此外，控制器被配置為根據通過積分燃料電池堆的電流容量而獲得的電荷容量調節排放閥的開度。當燃料電池堆的輸出電流的負載小于預先設定的第一參考負載時控制器被配置為通過將燃料電池堆的電流容量乘以比例因子計算電荷容量。

技術領域

本發明涉及用于控制氫排放的裝置和方法，并且更具體地涉及通過改變電流容量改變氫排放的時間段的一種用于氫排放的裝置和方法。

背景技術

燃料電池車輛包括：其中多個單獨的燃料電池堆疊的燃料電池堆，向燃料電池堆供給操作為燃料的氫氣等的燃料供給系統，供給操作為發生電化學反應所需要的氧化劑的氧氣的供氣系統，以及調節燃料電池的溫度的水和熱量管理系統。

燃料供給系統通過降低存儲于氫氣罐中的壓縮氫氣的壓力來向燃料電池堆的燃料電極(例如，陽極)提供氫氣，并且供氣系統使用鼓風機向燃料電池堆的空氣電極(例如，陰極)提供外部空氣。當氧氣被提供給燃料電池堆的燃料電極時并且當空氣被提供給空氣電極時，燃料電極上通過催化反應產生氫離子。所產生的氫離子通過電解質膜遷移并且到達操作為氧化電極的空氣電極。在氧化電極中，氫離子與電子和氧發生電化學反應產生能量。具體地，在燃料電極上發生與氫的電化學氧化反應并且在空氣電極上發生與氧的電化學還原反應。因此，由于通過氫氣和氧氣之間的化學反應產生的電子移動和蒸汽或水，產生了電力和熱量。

燃料電池車輛還包括排放副產物的排放裝置，諸如在能量的產生過程中產生的蒸汽、水、和熱量以及未使用的氣體，諸如氫氣和氧氣。蒸汽和諸如氫氣和氧氣的氣體通過排氣管排出。鼓風機、氫氣循環風機、以及水泵被連接到主總線以便于啟動燃料電池。主總線也連接到便于電力的中斷和供給的各種繼電器(relay)，并連接到防止反向電流流動到燃料電池的二極管。加濕器使鼓風機提供的干燥空氣潮濕，并且然后將潮濕空氣提供給燃料電池堆的空氣電極(陰極)。陰極產生的廢氣是潮濕氣體并被提供給加濕器，以便其被用于使被鼓風機提供給陰極的干燥空氣變潮濕。

上述內容僅旨在幫助對本發明的背景技術進行理解，而并非旨在表示本發明落入已為本領域中技術人員所知的現有技術的范圍內。

發明內容

因此，本發明提供一種通過改變電流容量改變氫排放(hydrogen purging)的時間段的用于控制氫排放的裝置和方法。

根據一個方面，一種用于控制氫排放的裝置可包括：排放閥，為接近(例如，鄰近)燃料電池堆的陽極布置的出口而設置，并被配置為調節來自燃料電池堆的水的流出；以及控制器，被配置為基于通過對燃料電池堆的電流容量積分獲得的電荷容量(chargecapacity)調節排放閥的開度(opening)，其中當燃料電池堆的輸出電流的負載小于預先設定的第一參考負載時，控制器被配置為通過燃料電池堆的電流容量與比例因子相乘計算電荷容量。

當所計算的電荷容量大于預先設定的電荷容量時，控制器也可以被配置為打開排放閥。當燃料電池堆的輸出電流的負載大于預先設定的第二參考負載時，控制器可被配置為將比例因子設置為1。當負載大于第一參考負載且小于第二參考負載時，控制器可被配置為從負載變為大于第一參考負載的時間點利用預定梯度減小比例因子。

根據本發明的另一方面，用于控制氫排放的方法可包括將燃料電池堆的輸出電流的負載與預先設定的第一參考負載進行比較，并且當該負載小于預先設定的第一參考負載時，通過燃料電池堆的輸出電流容量與比例因子相乘計算電荷容量。

該方法進一步可以包括當計算的電荷容量大于預先設定的電荷容量時打開連接到燃料電池堆的陽極的輸出端的排放閥；以及當負載大于預先設定的第二參考負載時將比例因子設置為1。該方法可以進一步包括當負載大于第一參考負載并小于第二參考負載時從負載變成大于第一參考負載的時間點利用預定梯度減小比例因子。

附圖說明