[發(fā)明專利]用于燃料電池的冷凝水排放控制系統(tǒng)及控制方法

在審

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• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN111180766A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樸建炯;李圭一
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04291
• 分類號: H01M8/04291;H01M8/04313;H01M8/0438;H01M8/04537;H01M8/06
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;張微

1.一種用于燃料電池的冷凝水排放控制系統(tǒng)，包括：

燃料電池堆，其配置為通過燃料的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力；

燃料供應(yīng)管線，其配置為將從所述燃料電池堆排出的燃料再循環(huán)或者將從燃料箱供應(yīng)的燃料供應(yīng)到所述燃料電池堆；

集水器，其設(shè)置在所述燃料供應(yīng)管線上，并配置為存儲在所述燃料電池堆中產(chǎn)生的冷凝水；

排水閥，其設(shè)置在所述集水器的出口處，并配置為被打開或關(guān)閉以允許或阻止所述集水器中存儲的冷凝水排出；以及

控制器，其配置為估算燃料的化學(xué)反應(yīng)量，基于估算的化學(xué)反應(yīng)量打開所述排水閥，并在所述排水閥打開的狀態(tài)下，基于通過所述燃料供應(yīng)管線向所述燃料電池堆供應(yīng)燃料的狀態(tài)，控制所述排水閥關(guān)閉。

2.如權(quán)利要求1所述的冷凝水排放控制系統(tǒng)，還包括：

壓力傳感器，其配置為測量所述燃料電池堆的陽極側(cè)的壓力，

其中所述控制器根據(jù)所述壓力傳感器測量的陽極側(cè)的壓力，控制所述排水閥關(guān)閉。

3.如權(quán)利要求1所述的冷凝水排放控制系統(tǒng)，還包括：

燃料供應(yīng)閥，其設(shè)置在所述燃料箱與所述燃料供應(yīng)管線之間，并配置為控制從所述燃料箱供應(yīng)到所述燃料供應(yīng)管線的燃料，

其中所述控制器根據(jù)所述燃料供應(yīng)閥的開度，控制所述排水閥關(guān)閉。

4.如權(quán)利要求1所述的冷凝水排放控制系統(tǒng)，還包括：

吹掃閥，其設(shè)置在所述燃料供應(yīng)管線上，并配置為控制用于將所述燃料供應(yīng)管線的氣體排放到外部的吹掃過程，

其中，所述控制器估算通過打開所述排水閥而排放到所述集水器的出口的燃料排放量，并基于所估算的排放到所述集水器的出口的氣體量來控制所述吹掃閥打開。

5.一種用于燃料電池的冷凝水排放控制方法，包括以下步驟：

估算燃料電池堆中的燃料的反應(yīng)量；

基于估算的反應(yīng)量，控制排水閥打開，其中所述排水閥允許或阻止用于存儲燃料供應(yīng)管線的冷凝水的集水器中存儲的冷凝水排出；以及

在所述排水閥打開的狀態(tài)下，基于通過所述燃料供應(yīng)管線向所述燃料電池堆供應(yīng)燃料的狀態(tài)，控制所述排水閥關(guān)閉。

6.如權(quán)利要求5所述的冷凝水排放控制方法，其中估算燃料電池堆中的燃料的反應(yīng)量的步驟包括：基于通過將所述燃料電池堆的輸出電流與經(jīng)過時間積分而獲得的電流積分值，估算所述燃料電池堆中的燃料的反應(yīng)量。

7.如權(quán)利要求5所述的冷凝水排放控制方法，其中在控制排水閥打開的步驟中，當估算的反應(yīng)量等于或大于預(yù)定的反應(yīng)量時，打開所述排水閥。

8.如權(quán)利要求5所述的冷凝水排放控制方法，其中在控制排水閥關(guān)閉的步驟中，當由壓力傳感器測量的所述燃料電池堆的陽極側(cè)的壓力以預(yù)定的減小率以上的減小率降低時，關(guān)閉所述排水閥。

9.如權(quán)利要求8所述的冷凝水排放控制方法，其中所測量的燃料電池堆的陽極側(cè)的壓力等于或大于根據(jù)所述燃料電池的要求發(fā)電量設(shè)定的目標壓力。

10.如權(quán)利要求5所述的冷凝水排放控制方法，其中在控制排水閥關(guān)閉的步驟中，當通過從根據(jù)所述燃料電池的要求發(fā)電量設(shè)定的目標壓力，減去由壓力傳感器測量的所述燃料電池堆的陽極側(cè)的壓力而獲得的值等于或大于預(yù)定壓力差時，關(guān)閉所述排水閥。

11.如權(quán)利要求5所述的冷凝水排放控制方法，其中：

在控制排水閥關(guān)閉的步驟中，當從控制所述排水閥打開的時間點起經(jīng)過預(yù)定的打開時間時，關(guān)閉所述排水閥；并且

當經(jīng)過預(yù)定的打開時間并且燃料箱中的燃料供應(yīng)閥的開度等于或小于預(yù)定的閾值開度時，降低用于控制所述排水閥打開的反應(yīng)量的標準。

12.如權(quán)利要求11所述的冷凝水排放控制方法，其中根據(jù)所述燃料電池的要求發(fā)電量設(shè)定的目標壓力，在從控制所述排水閥打開的時間點起經(jīng)過的預(yù)定的打開時間內(nèi)是固定的。