[發明專利]一種燃料電池的控制系統

在審

• 申請號: 201910120172.5
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109713336A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張義煌;劉敏;蔣利娟;郭顯斌;陳杰;李剛
• 申請（專利權）人: 無錫威孚高科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04223;H01M8/04492
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;陳麗麗

本發明涉及燃料電池技術領域，具體公開了一種燃料電池的控制系統，其中，所述燃料電池的控制系統包括：氫氣端水汽循環裝置、空氣端空氣供給裝置、電堆水分監控裝置、電堆冷卻及低溫加熱裝置和控制裝置，所述氫氣端水汽循環裝置設置在燃料電池電堆的陽極端，所述空氣端空氣供給裝置設置在燃料電池電堆的陰極端，所述電堆水分監控裝置和所述電堆冷卻及低溫加熱裝置均與所述燃料電池電堆連接，所述氫氣端水汽循環裝置、空氣端空氣供給裝置、電堆水分監控裝置和電堆冷卻及低溫加熱裝置均與所述控制裝置通信連接。本發明提供的燃料電池的控制系統能夠有效去除燃料電池內過多的液態水，延長電堆壽命。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池的控制系統。

背景技術

隨著燃料電池技術的發展，燃料電池在解決成本與壽命后成為其商業化的關鍵因素后，是其環境適應性，而燃料電池的電堆及其系統的低溫儲存和啟動是其關鍵性性能之一。

由于燃料電池工作后，其會在電堆以及其系統中存在大量液態水及水蒸汽，當燃料電池在外界環境溫度低于零度時，留在電堆及其系統中水會結冰，所結的冰會對電堆中的膜電極組件造成致命傷害，有時會刺穿電池中的質子交換膜；其次會堵塞氣體管道和流場流道，使電池流體流通不暢，對電池性能及壽命造成影響。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種燃料電池的控制系統，以解決現有技術中的問題。

作為本發明的一個方面，提供一種燃料電池的控制系統，其中，所述燃料電池的控制系統包括：氫氣端水汽循環裝置、空氣端空氣供給裝置、電堆水分監控裝置、電堆冷卻及低溫加熱裝置和控制裝置，所述氫氣端水汽循環裝置設置在燃料電池電堆的陽極端，所述空氣端空氣供給裝置設置在燃料電池電堆的陰極端，所述電堆水分監控裝置和所述電堆冷卻及低溫加熱裝置均與所述燃料電池電堆連接，所述氫氣端水汽循環裝置、空氣端空氣供給裝置、電堆水分監控裝置和電堆冷卻及低溫加熱裝置均與所述控制裝置通信連接；

所述氫氣端水汽循環裝置用于在所述控制裝置的控制下對燃料電池電堆中的每個燃料電池的陽極端進行水汽循環或真空抽氣；

所述空氣端空氣供給裝置用于在所述控制裝置的控制下對燃料電池電堆中的每個燃料電池的陰極端進行空氣吹掃；

所述電堆水分監控裝置用于在所述控制裝置的控制下對燃料電池電堆中的水分進行監控；

所述電堆冷卻及低溫加熱裝置用于在所述控制裝置的控制下對燃料電池電堆進行冷卻或者低溫加熱。

優選地，所述氫氣端水汽循環裝置包括高壓氫氣罐、氫共軌噴射器、三通緩沖器、氫氣循環泵和汽水分離器，所述高壓氫氣罐上設置有減壓閥，所述高壓氫氣罐通過所述減壓閥依次與所述氫共軌噴射器、三通緩沖器以及燃料電池的陽極端的入口連接，所述汽水分離器的一端與燃料電池的陽極端的出口連接，所述汽水分離器的另一端依次與所述氫氣循環泵和單向閥連接，所述單向閥與所述三通緩沖器連接，所述氫共軌噴射器和氫氣循環泵均與所述控制裝置連接，所述高壓氫氣罐內的氫氣通過氫共軌噴射器、三通緩沖器和燃料電池的陽極端的入口進入到燃料電池電堆的陽極端，所述汽水分離器用于將所述燃料電池的陽極端的出口排出的汽水進行氫氣和液態水分離，所述氫氣循環泵用于在所述控制裝置的控制下將所述汽水分離器分離后的氫氣循環至所述單向閥，所述單向閥用于將所述氫氣輸送至所述三通緩沖器。

優選地，所述氫氣端水汽循環裝置還包括氫氣壓力傳感器和排氣閥，所述氫氣壓力傳感器和所述排氣閥均與所述控制裝置連接，所述排氣閥設置在所述單向閥和所述氫氣循環泵之間，所述氫氣壓力傳感器用于監測所述燃料電池電堆內的氫氣的壓力信號，并將監測到的壓力信號發送至所述控制裝置，所述控制裝置用于根據所述壓力信號判斷所述燃料電池電堆內的壓力是否超過預設閾值，所述排氣閥用于在所述電池電堆內的壓力超過預設閾值時在所述控制裝置的控制下排放氫氣。