[發(fā)明專利]一種氫燃料電池系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810305305.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN108550878A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李世明;付明竹;張從新;徐秋鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西優(yōu)特汽車技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04082
• 分類號(hào): H01M8/04082;H01M8/04223;H01M8/043
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本發(fā)明揭示了一種氫燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)有由正負(fù)膜電極和雙極板構(gòu)成的燃料電池堆，配氣系統(tǒng)設(shè)有氫氣泵和氧氣泵，所述氫氣泵進(jìn)氣口連接儲(chǔ)氫罐，其出氣口連接燃料電池堆的氫氣流路，所述氧氣泵進(jìn)氣口連接儲(chǔ)氧罐，其出氣口連接燃料電池堆的氧氣流路。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能環(huán)保，不消耗空氣中的氧氣，做到完全清潔，而且防止了燃料電池在污染空氣環(huán)境中中毒，電池工作更加的穩(wěn)定、安全、可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氫燃料電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

燃料電池汽車具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如加氫時(shí)間短、續(xù)駛里程長、燃料效率高等，成為各國重點(diǎn)開發(fā)的新能源汽車品種。

燃料電池是一種將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，現(xiàn)有技術(shù)中，兩種主要的燃料電池為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)。質(zhì)子交換膜燃料電池使用氫氣作為燃料，在較低的溫度下就可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，這種使用氫氣作為燃料的燃料電池成為燃料電池。氫燃料電池系統(tǒng)具有作為主體的燃料電池組合，該組合由氫氣發(fā)生反應(yīng)的陽極和氧氣發(fā)生反應(yīng)的陰極構(gòu)成。

現(xiàn)有技術(shù)中，燃料電池系統(tǒng)還具有存儲(chǔ)燃料氣體比如氫氣的容器，還包含有將未反應(yīng)燃料氣體返回陽極的泵等輔助裝置。現(xiàn)有技術(shù)中的氫燃料電池系統(tǒng)，只有儲(chǔ)存燃料的容器，氧氣完全依賴空氣來供給。這就帶來一個(gè)氫燃料電池中的催化劑和反應(yīng)膜容易受到空氣中雜質(zhì)的作用，而嚴(yán)重的影響性能和使用壽命，尤其在空氣污染嚴(yán)重的地區(qū)。

現(xiàn)有技術(shù)中還存在的問題是，如果使用石油制氫，完全不能降低碳排放，也不能降低對(duì)化石能源的依賴。因此電解水制氫才是擺脫對(duì)于化石能源的依賴的技術(shù)路線，才是應(yīng)對(duì)環(huán)境和能源危機(jī)有效技術(shù)。如果采用電解水制氫，則大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)候，氧氣的過量排放也將造成局部氧氣含量超過上限，造成生態(tài)環(huán)境的破壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種使用安全可靠，并且節(jié)能環(huán)保的氫燃料電池系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種氫燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)有由正負(fù)膜電極和雙極板構(gòu)成的燃料電池堆，配氣系統(tǒng)設(shè)有氫氣泵和氧氣泵，所述氫氣泵進(jìn)氣口連接儲(chǔ)氫罐，其出氣口連接燃料電池堆的氫氣流路，所述氧氣泵進(jìn)氣口連接儲(chǔ)氧罐，其出氣口連接燃料電池堆的氧氣流路。

燃料電池管理系統(tǒng)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至燃料電池堆和配氣系統(tǒng)。

所述燃料電池堆的殼體上設(shè)有冷卻管路，所述冷卻管路連接由冷卻泵和冷卻水箱構(gòu)成的冷卻回路，所述冷卻水箱內(nèi)存儲(chǔ)有冷卻水。

所述儲(chǔ)氧罐和儲(chǔ)氫罐的出氣口設(shè)有閥門，所述燃料電池管理系統(tǒng)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至閥門。

一種電動(dòng)汽車，所述電動(dòng)汽車設(shè)有驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)機(jī)電機(jī)，所述動(dòng)機(jī)電機(jī)由所述氫燃料電池系統(tǒng)供電。

一種如所述氫燃料電池的控制方法，系統(tǒng)啟動(dòng)后，燃料電池管理系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)燃料電池堆啟動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)氧氣泵和氫氣泵向燃料電池堆供氣，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，燃料電池管理系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)燃料電池堆關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉氧氣泵和氫氣泵停止向燃料電池堆供氣。

當(dāng)啟動(dòng)氧氣泵和氫氣泵前，開啟儲(chǔ)氧罐和儲(chǔ)氫罐的閥門，當(dāng)關(guān)閉氧氣泵和氫氣泵后，關(guān)閉儲(chǔ)氧罐和儲(chǔ)氫罐的閥門。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)燃料電池管理系統(tǒng)獲得燃料電池堆當(dāng)前溫度大于設(shè)定值，則啟動(dòng)冷卻泵，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉后，冷卻泵斷電關(guān)閉。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能環(huán)保，不消耗空氣中的氧氣，做到完全清潔，而且防止了燃料電池在污染空氣環(huán)境中中毒，電池工作更加的穩(wěn)定、安全、可靠。

附圖說明

下面對(duì)本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明：

圖1為氫燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式