[發明專利]一種基于氫氣冷卻的燃料電池系統及控制策略

在審

• 申請號: 202010104101.9
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111384417A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 王繼選;馮嵐;胡潤志;劉小貞;孟鑫;張相洲;李臨生
• 申請（專利權）人: 河北工程大學;新鄉醫學院
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/04701;H01M8/04746
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于氫氣冷卻的燃料電池系統及控制策略，其特征在于：

包括燃料電池發電系統、燃料電池冷卻系統、燃料電池加熱系統。所述燃料電池發電系統包括儲氫裝置或制氫裝置(1)，儲氫裝置儲存的為高純度氫氣，制氫裝置制取的為高純度氫氣，氫氣通過單向閥0(2)流經單向閥1(3)，通過壓力調節器1(4)對氫氣壓力進行調節滿足燃料電池需求，再經過流量控制器1(5)對氫氣流量進行控制滿足燃料電池對氫氣流量的需求，進而進入燃料電池堆(6)和來自氧氣裝置(7)的氧氣進行反應，反應產物通過排水裝置(8)排出，溫度傳感器(19)對燃料電池堆進行溫度監測。所述燃料電池冷卻系統中，流體氫氣自單向閥0(2)流出，通過單向閥2(9)經過壓力調節器2(10)調壓，通向換熱裝置1(11)、溫度控制器1(12)、單向閥3(13)、流量控制器2(14)，壓力調節器3(15)、節溫器(16)、換熱裝置2(17)、溫度傳感器(19)。所述燃料電池加熱系統包括、壓力調節器2(10)、換熱裝置1(11)、溫度控制器2(12)、單向閥3(13)、流量控制器2(14)、壓力調節器3(15)、節溫器(16)、水浴PTC(18)、溫度傳感器(19)。

2.一種基于氫氣冷卻的燃料電池系統及控制策略，其特征在于：

啟動燃料電池堆，溫度傳感器(19)對燃料電池堆工作溫度進行監測，當燃料電池堆溫度傳感器(19)監測到工作溫度高于最佳工作溫度時，燃料電池冷卻系統工作，來自單向閥0(2)的氫氣，經單向閥2(9)通過溫度控制器1(12)對燃料電池堆進行冷卻，溫度控制器1(12)和流量控制器2(14)可實現氫氣溫度和流量的控制，使燃料電池堆達到最佳工作溫度，換熱過的氫氣經流量控制器2(14)、壓力調節器3(15)、節溫器(16)和換熱裝置2(17)，在換熱裝置2(17)中實現氫氣的散熱，換熱裝置2(17)中的冷卻流體可以是空氣或水。當燃料電池堆溫度傳感器(19)監測到工作溫度低于最佳工作溫度時，燃料電池加熱系統工作，來自于換熱裝置1(11)的氫氣經水浴PTC(18)加熱后實現對燃料電池堆(6)的換熱，提高燃料電池堆的工作溫度，以達到最佳工作溫度，在燃料電池堆加熱系統工作時，加熱系統所需氫氣量由流量控制器2(14)設定。