[發明專利]一種燃料電池系統及其運行方法

有效

• 申請號: 201810480558.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN110504470B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 顧志軍
• 申請（專利權）人: 江蘇清能新能源技術股份有限公司;海盛氫能汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04298
• 分類號: H01M8/04298;H01M8/04089;H01M8/04828;H01M8/04537
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 姜龍;徐迅

1.一種燃料電池系統，其特征在于，所述系統包括燃料電池、控制器、開關、供氧設備以及輸出電路；其中，

所述燃料電池包括正極和負極；

所述燃料電池為陰極封閉式燃料電池；

所述控制器用于驅動控制信號以調整所述供氧設備的供氧氣流相對于輸出電流的電化學計量比；

所述控制器與所述開關、所述供氧設備以及所述燃料電池電氣連接，所述燃料電池與所述輸出電路電氣連接；

所述控制器向所述開關提供周期脈沖，使得所述開關在脈沖期間接通，脈沖性地將超過正常運行供氧量的所述電化學計量比的質子從所述燃料電池的負極傳到正極而不必中斷供氧；

其中，在所述電化學計量比為2的情況下，判斷滿足運行條件的所述電化學計量比的質子的標準是將單電池平均電壓降到0.025V，所述脈沖的周期為10s、脈寬為30ms；在所述電化學計量比為1.8的情況下，判斷滿足運行條件的所述電化學計量比的質子的標準是將單電池平均電壓降到0.025V，所述脈沖的周期為15s、脈寬為50ms。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述供氧設備為供氧設備或壓縮空氣缸和可控減壓閥的組合設備。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括限壓器。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述開關與所述燃料電池的正極和負極直接連接。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述開關與所述燃料電池的正極和負極間接連接。

6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統中還包括保險絲。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述開關為MOSFET。

8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述開關包括源極、漏極和門極。

9.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述燃料電池和所述輸出電路之間設有二極管。

10.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述燃料電池和所述輸出電路之間設有固態繼電器。

11.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括排熱系統。

12.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括排水系統。

13.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括安全裝置。

14.一種運行燃料電池系統的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(a)提供一燃料電池系統，所述系統包括燃料電池、控制器、開關、供氧設備以及輸出電路；其中，所述燃料電池為陰極封閉式燃料電池；

(b)閉合所述系統的所述開關；

(c)驅動所述控制器，控制所述供氧設備向所述燃料電池的正極供給的供氧氣流相對于運行輸出電壓的電化學計量比；

(d)脈沖性地將超過正常運行供氧量的所述電化學計量比的質子從所述燃料電池的負極傳到正極而不必減少或者中斷供氧；以及

(e)通過輸出電路輸出電流；

其中，在所述電化學計量比為2的情況下，判斷滿足運行條件的所述電化學計量比的質子的標準是將單電池平均電壓降到0.025V，所述脈沖的周期為10s、脈寬為30ms；在所述電化學計量比為1.8的情況下，判斷滿足運行條件的所述電化學計量比的質子的標準是將單電池平均電壓降到0.025V，所述脈沖的周期為15s、脈寬為50ms。

15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述供氧設備為供氧設備或壓縮空氣缸和可控減壓閥的組合設備。

16.如權利要求14所述的方法，其特征在于，通過輸出電路輸出電流的方法為：在此脈沖開始之前切斷燃料電池對外輸出，在此脈沖結束之后，恢復燃料電池對外輸出。