[發明專利]一種質子交換膜燃料電池空氣供應系統及方法

在審

• 申請號: 201910945582.3
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110649288A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 槐佳;郗富強;張椿;任德軒;于霄;游慶庫;陳鵬
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/0444;H01M8/04664;H01M8/04746
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 古利蘭

1.一種質子交換膜燃料電池空氣供應系統，所述系統包括：進氣裝置、電機控制器、增濕器，其特征在于，所述系統還包括：第一流量調節裝置和吹掃支路；

所述吹掃支路的一端連接在所述進氣裝置和所述增濕器之間，所述吹掃支路的另一端連接在質子交換膜燃料電池的腔體上；

所述第一流量調節裝置設置在所述吹掃支路上；

所述電機控制器，用于當監測到空氣壓縮機出現喘振現象時，調節所述第一流量調節裝置，使得通過所述第一流量調節裝置控制部分空氣通過所述吹掃支路進入所述質子交換膜燃料電池的腔體。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：氫氣濃度傳感器，所述氫氣濃度傳感器與所述質子交換膜燃料電池的腔體連接；

所述氫氣濃度傳感器，用于檢測所述質子交換膜燃料電池中的氫氣濃度值；所述電機控制器，還用于根據檢測到的氫氣濃度值，調整所述第一流量調節裝置的調節量。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述電機控制器，具體用于若所述氫氣傳感器檢測到的當前氫氣濃度值大于前一氫氣濃度值，則增大所述第一流量調節裝置的調節量并維持增大后的調節量，以增大經過所述第一流量調節裝置的空氣流量，以及具體用于若所述氫氣傳感器檢測到的當前氫氣濃度值小于前一氫氣濃度值，則減小所述第一流量調節裝置的調節量并維持減小后的調節量，以減小經過所述第一流量調節裝置的空氣流量。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：節氣門、第一質量流量計算裝置和第二質量流量計算裝置，所述節氣門連接在所述增濕器與所述質子交換膜燃料電池的空氣排氣口之間，所述第一質量流量計算裝置位于所述吹掃支路上且所述第一質量流量計算裝置位于所述第一流量調節裝置之后，所述第二質量流量計算裝置和所述空氣壓縮機連接，所述空氣壓縮機與所述電機控制器進行連接；

所述電機控制器，還用于基于所述第一質量流量計算裝置和所述第二質量流量計算裝置獲取的空氣流量的差值，控制所述空氣壓縮機的轉速并基于所述空氣壓縮機的轉速調整所述節氣門的開度。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述電機控制器，具體用于若所述空氣壓縮機的當前轉速大于前一轉速，則增大所述節氣門的開度并維持增大后的開度，以及用于若所述空氣壓縮機的當前轉速小于前一轉速，則減小所述節氣門的開度并維持減小后的開度。

6.一種質子交換膜燃料電池空氣供應方法，其特征在于，所述方法包括：

檢測空氣壓縮機的工作狀態；

若檢測到所述空氣壓縮機出現喘振現象，調節吹掃支路上的第一流量調節裝置使得部分空氣進入質子交換膜燃料電池的腔體；

若檢測到所述空氣壓縮機處于正常工作狀態，則禁止調節所述吹掃支路上的所述第一流量調節裝置。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

基于第一質量流量計算裝置和第二質量流量計算裝置的差值，確定所述空氣壓縮機的轉速，將所述空氣壓縮機當前的轉速調整至所確定的轉速；

基于所述空氣壓縮機的轉速，調整節氣門的開度。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述空氣壓縮機的轉速，調整節氣門的開度，包括：

若所述空氣壓縮機的當前轉速大于前一轉速，則增大所述節氣門的開度并維持增大后的開度；

若所述空氣壓縮機的當前轉速小于前一轉速，則減小所述節氣門的開度并維持減小后的開度。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取氫氣傳感器檢測到的質子交換膜燃料電池的腔體中的氫氣濃度值；

基于所述氫氣濃度值，調整所述吹掃支路上所述第一流量調節裝置的調節量。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述氫氣傳感器檢測到的氫氣濃度值，調整所述吹掃支路上所述第一流量調節裝置的調節量，包括：

若所述氫氣傳感器檢測到的當前氫氣濃度值大于前一氫氣濃度值，則增大所述第一流量調節裝置的調節量并維持增大后的調節量，以增大經過所述第一流量調節裝置的空氣流量；

若所述氫氣傳感器檢測到的當前氫氣濃度值小于前一氫氣濃度值，則減小所述第一流量調節裝置的調節量并維持減小后的調節量，以減小經過所述第一流量調節裝置的空氣流量。