[實(shí)用新型]燃料電池系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920857331.5
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN209843847U
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永;張威
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04955
• 分類號: H01M8/04955;H01M8/2457;H01M8/2484
• 代理公司: 11240 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 譚玲玲

本實(shí)用新型提供了一種燃料電池系統(tǒng)，包括：負(fù)載電路；多個(gè)燃料電池堆，各個(gè)燃料電池堆均包括多個(gè)單電池，各個(gè)燃料電池堆均可選擇地接入負(fù)載電路內(nèi)；多個(gè)短路旁路，各個(gè)短路旁路均可通斷地設(shè)置，多個(gè)短路旁路與多個(gè)燃料電池堆一一對應(yīng)地設(shè)置，各個(gè)短路旁路與相應(yīng)的燃料電池堆連接，以使各個(gè)燃料電池堆可選擇地接入負(fù)載電路內(nèi)。本實(shí)用新型的燃料電池系統(tǒng)解決了現(xiàn)有技術(shù)中的燃料電池系統(tǒng)的抗干擾能力較差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池是將“燃料氣體”的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為直流電能的能量轉(zhuǎn)換器。在當(dāng)前能源和環(huán)境形勢逐漸嚴(yán)峻的情況下，氫能作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、潔凈的能源材料逐步受到人們的關(guān)注。與此同時(shí)，燃料電池作為氫能利用的重要形式之一，也吸引了諸多科研和產(chǎn)業(yè)力量的傾注。

燃料電池在使用過程中，其穩(wěn)定性和可靠性受諸多因素影響，大致可分為三類：結(jié)構(gòu)因素，操作因素和外界因素。結(jié)構(gòu)因素指的是燃料電池及電堆的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、裝配精度、部件可靠性等引起的變形、失效和破壞；操作因素是指燃料電池工作過程中因變工況、操作不當(dāng)或未工作在最佳工況點(diǎn)等造成的燃料電池性能和壽命下降。外界因素指的是因外界環(huán)境、振動(dòng)等造成的燃料電池故障或性能失效。

乘用車或商用車用燃料電池的功率一般在30-120kW，受限于當(dāng)前單電池的功率輸出，一般需要幾百片的單電池進(jìn)行組裝，以滿足所需總功率。例如，豐田MIRAI燃料電池車的單電池總片數(shù)為370片，總輸出功率為114kW。考慮到應(yīng)用場景中燃料電池電堆總體積的限制，單電池的體積(尤其是厚度)必然是越小越好，這也是為什么金屬雙極板燃料電池越來受到廣泛關(guān)注的原因。金屬雙極板中單極板的厚度可達(dá)0.1-0.2mm，裝配的單電池厚度一般在1-3mm左右。在如此薄的空間里布置超薄金屬雙極板、膜電極，同時(shí)要求能夠工作在幾百安培的大電流密度下，因此整個(gè)系統(tǒng)的可靠性面臨十分嚴(yán)苛的考驗(yàn)。

目前，通常采用的單電池堆疊組裝電堆，其本質(zhì)上是單電池的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

然而，一旦某一塊單電池出現(xiàn)問題(如故障或性能下降)，將導(dǎo)致整個(gè)電堆性能嚴(yán)重下降甚至失效。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種燃料電池系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的燃料電池系統(tǒng)的抗干擾能力較差的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種燃料電池系統(tǒng)，包括：負(fù)載電路；多個(gè)燃料電池堆，各個(gè)燃料電池堆均包括多個(gè)單電池，各個(gè)燃料電池堆均可選擇地接入負(fù)載電路內(nèi)；多個(gè)短路旁路，各個(gè)短路旁路均可通斷地設(shè)置，多個(gè)短路旁路與多個(gè)燃料電池堆一一對應(yīng)地設(shè)置，各個(gè)短路旁路與相應(yīng)的燃料電池堆連接，以使各個(gè)燃料電池堆可選擇地接入負(fù)載電路內(nèi)。

進(jìn)一步地，多個(gè)燃料電池堆包括第一燃料電池堆和第二燃料電池堆，當(dāng)燃料電池系統(tǒng)處于初始工作狀態(tài)時(shí)，第一燃料電池堆接入負(fù)載電路內(nèi)，第二燃料電池堆處于備用狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝蝗剂想姵囟寻l(fā)生故障時(shí)，第一燃料電池堆與負(fù)載電路切斷，第二燃料電池堆接入負(fù)載電路內(nèi)。

進(jìn)一步地，第一燃料電池堆為多個(gè)，多個(gè)第一燃料電池堆均可選擇地接入負(fù)載電路內(nèi)。

進(jìn)一步地，負(fù)載電路還包括：負(fù)載組件；電路主體，第一燃料電池堆均設(shè)置在電路主體上；第一支路，第一支路具有相對設(shè)置的第一連接端和第二連接端，第二連接端用于與負(fù)載組件連接；第二支路，第二燃料電池堆設(shè)置在第二支路上，第二支路具有相對設(shè)置的第三連接端和第四連接端，第四連接端用于與負(fù)載組件連接；其中，電路主體的一端用于與負(fù)載組件連接，電路主體的另一端設(shè)置有第一選擇開關(guān)，第一選擇開關(guān)可選擇地與第一支路的第一連接端連接或與第二支路的第三連接端連接。

進(jìn)一步地，負(fù)載電路還包括：第二選擇開關(guān)，第二選擇開關(guān)設(shè)置在第二支路上且位于第二燃料電池堆和負(fù)載組件之間。