[發明專利]用于燃料電池堆系統的空氣控制系統和方法

在審

• 申請號: 201710358952.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107452971A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 馬丁·普賴爾
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/04007;H01M8/0432;H01M8/04701
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 王秀君,魯恭誠

1.一種用于燃料電池堆(FCS)的空氣控制系統的氣流控制方法，包括：

響應于識別到冷啟動事件，通過控制器打開再循環閥以使空氣再循環通過壓縮機，以在空氣進入FCS之前增加空氣的溫度而使低于預定閾值的FCS溫度得到補償。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：在空氣的再循環期間增加壓縮機的轉速以進一步增加空氣的溫度。

3.根據權利要求1所述的方法，還包括：將所述壓縮機的轉速增加到恒定轉速并改變所述再循環閥的操作位置，使得到達FCS的空氣實現恒定質量流量。

4.根據權利要求1所述的方法，還包括：使所述再循環閥的操作位置基于可訪問表的數據，并且基于所述數據增加壓縮機轉速以使FCS溫度增加到高于預定閾值，其中，所述可訪問表的數據與相對于FCS溫度設置的閥位置相對應。

5.根據權利要求1所述的方法，還包括：增加與從FCS汲取的附加功率相對應的壓縮機的轉速以支持所述增加的轉速并進一步增加FCS的溫度。

6.根據權利要求1所述的方法，還包括：基于檢測到流動到FCS的空氣的質量流量低于預定流動閾值而增加所述壓縮機的轉速。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括：將所述冷啟動事件識別為FCS的溫度狀況處于或接近冰點的事件。

8.一種燃料電池堆(FCS)空氣控制系統，包括：

壓縮機；

再循環閥，與壓縮機布置在一起以使空氣再循環通過壓縮機；

FCS，與壓縮機和再循環閥布置在一起，以選擇性地從壓縮機和再循環閥接收空氣；

傳感器，用于測量FCS的熱工況；和

控制器，被配置為：從所述傳感器接收指示FCS的熱工況的信號，并且基于所述信號操作再循環閥以使空氣再循環通過壓縮機，以在空氣進入FCS之前增加空氣的溫度。

9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述控制器還被配置為：基于檢測到壓縮機喘振事件而打開所述再循環閥。

10.根據權利要求8所述的系統，其中，所述控制器還被配置為：響應于接收到來自所述傳感器的指示FCS的溫度低于預定閾值的信號而打開所述再循環閥。

11.根據權利要求10所述的系統，其中，所述預定閾值是與FCS中具有冰況相對應的溫度。

12.根據權利要求10所述的系統，其中，所述預定閾值是與冷啟動事件相對應的溫度。

13.根據權利要求8所述的系統，其中，所述控制器還被配置為：響應于接收到來自所述傳感器的指示FCS的溫度高于預定閾值的信號而關閉所述再循環閥。

14.根據權利要求8所述的系統，其中，所述控制器還被配置為：響應于從所述傳感器接收到指示FCS內的空氣低于八十攝氏度的溫度讀數而打開所述再循環閥。

15.一種燃料電池車輛，包括：

燃料電池堆(FCS)；

空氣控制系統，包括與FCS流體連通的壓縮機以及再循環閥；和

控制器，指導空氣控制系統的操作并被配置為：響應于檢測到冷啟動事件，打開再循環閥以使空氣再循環通過壓縮機以增加輸送到FCS的空氣的溫度。