[發(fā)明專利]自反饋閉口質子交換膜燃料電池系統及控制方法

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110854418A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 裴后昌;周浩然;方洲;胡澤宇;張永林;宋少云
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: H01M8/04492
• 分類號: H01M8/04492;H01M8/10
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 張志江

本發(fā)明公開一種自反饋閉口質子交換膜燃料電池系統及控制方法，自反饋閉口質子交換膜燃料電池系統包括電池主體；底座；支撐板支撐電池主體，且具有轉動安裝于底座的安裝側和活動側；調節(jié)裝置使支撐板的活動側與底座之間形成不同的角度；檢測裝置檢測電池主體的輸出電信號；控制電路根據輸出電信號控制調節(jié)裝置工作。本發(fā)明中，檢測裝置檢測電池主體的輸出電信號，控制電路根據接收到的輸出電信號，確定電池主體當前是否需要增濕或排水，然后基于調節(jié)裝置，在電池主體需要增濕時減小支撐板與底座之間的角度、在電池主體需要排水時增大支撐板與底座之間的角度，實現電池主體的自增濕和自排水，從而提高電池主體的可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及質子交換膜燃料電池技術領域，具體涉及一種自反饋閉口質子交換膜燃料電池系統及控制方法。

背景技術

質子交換膜燃料電池，是一種在催化劑的作用下將存儲在反應氣體中的化學能直接轉化為電能的能源轉化裝置，具有能量轉換效率高、噪音低、燃料來源廣、無排放(反應產物為水)的優(yōu)點，已成為一種優(yōu)秀的動力源，可用于備用電源、汽車、小型電站及軍用領域，應用前景極為廣泛。

質子交換膜燃料電池在反應過程中，氫氣在陽極側催化劑的作用下分解成氫質子，然后氫質子穿過質子交換膜(只允許氫質子通過)到達陰極，在陰極側催化劑的作用下與氧反應生成水。聚合物電解質(即質子交換膜)中必須含有足夠的水分，也即，聚合物電解質需要增濕，這是因為電解質的質子傳導能力與水含量成正比，若濕度不足，將影響電介質的質子傳導能力；但反之，聚合物電介質中的水分含量不能過高，否則會引起電解質淹沒，并導致與其相連的電極或氣體擴散層中的孔道被水堵塞，引起電池性能降低，也即，需要排水。

目前，質子交換膜燃料電池一般無法進行自增濕，而且主要通過尾氣脈沖或者尾氣處增設氣水分離器、氣體循環(huán)泵的方法來解決堵水問題。但是，長時間地尾氣脈沖不僅有損膜的機械性能，而且降低了氣體利用率；尾氣處增設氣水分離器、氣體循環(huán)泵的方法雖然提高了氣體利用率，但是增加了系統額外功耗，降低了可靠性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的是提出一種自反饋閉口質子交換膜燃料電池系統及控制方法，旨在提供一種可自增濕和自排水的質子交換膜燃料電池系統和控制方法。

為實現上述目的，本發(fā)明提出的一種自反饋閉口質子交換膜燃料電池系統，包括：

電池主體；

底座；

支撐板，用以支撐所述電池主體，所述支撐板具有相對的安裝側和活動側，所述支撐板的安裝側轉動安裝于所述底座；

調節(jié)裝置，連接所述支撐板，所述調節(jié)裝置調節(jié)所述支撐板的活動側與所述底座之間形成不同的角度；

檢測裝置，用以檢測所述電池主體的輸出電信號；以及，

控制電路，電性連接所述調節(jié)裝置和所述檢測裝置，用以根據所述輸出電信號，控制所述調節(jié)裝置工作。

可選地，所述檢測裝置包括第一傳感器和第二傳感器，其中：

所述第一傳感器包括壓力傳感器和/或流量傳感器；

所述第二傳感器包括電壓傳感器或者電阻傳感器。

可選地，所述調節(jié)裝置包括連接所述支撐板的安裝側的驅動電機；或者，

所述調節(jié)裝置包括連接所述支撐板的活動側的直線氣缸；或者，

所述調節(jié)裝置包括連接所述支撐板的活動側的氣囊、以及鼓氣器，所述鼓氣器連通所述氣囊，以通過調節(jié)所述氣囊的儲氣量，調節(jié)所述支撐板與所述底座之間的角度。

可選地，所述支撐板具有用以支撐所述電池主體的支撐面；

所述支撐面凸設有限位塊，所述限位塊靠近所述底座設置；和/或，