[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)及啟動(dòng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010123461.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN113314729B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李萍萍;季明彬;王翰林;靳現(xiàn)林;姚金松;劉明先;李初福;雷啟龍;劉智恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司;神華新能源有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號(hào): H01M8/04007
• 分類號(hào): H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04089;H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/04302;H01M8/04664;H01M8/04701
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

1.一種燃料電池系統(tǒng)，包括啟動(dòng)燃燒器、陰極換熱器、陰極入口管道和第一空氣管道，其特征在于，還包括電加熱器，其與所述陰極換熱器并聯(lián)在所述第一空氣管道和所述陰極入口管道之間；

所述陰極換熱器通過陰極換熱器進(jìn)氣管道與所述第一空氣管道連通；所述電加熱器通過電加熱器進(jìn)氣管道與所述第一空氣管道連通，所述第一空氣管道上安裝有第一空氣閥門；所述陰極換熱器進(jìn)氣管道上安裝有第二空氣閥門，所述電加熱器進(jìn)氣管道上安裝有第三空氣閥門。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

燃燒器燃?xì)膺M(jìn)氣管道，其與所述啟動(dòng)燃燒器連接以用于為所述啟動(dòng)燃燒器提供燃?xì)猓?/p>

燃燒器空氣進(jìn)氣管道，其與所述啟動(dòng)燃燒器連接以用于為所述啟動(dòng)燃燒器提供空氣；

煙氣管道，其連接所述啟動(dòng)燃燒器和所述陰極換熱器以用于將加熱后的煙氣輸送給所述陰極換熱器；

尾氣管道，其與所述陰極換熱器連通以用于排氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二空氣管道，其連接在所述燃燒器空氣進(jìn)氣管道與所述煙氣管道之間以用于為所述煙氣降溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括陰極出口管道，所述陰極出口管道連通陰極出口和所述啟動(dòng)燃燒器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括，陽(yáng)極換熱器、陽(yáng)極換熱器燃?xì)膺M(jìn)氣管道和陽(yáng)極換熱器保護(hù)氣進(jìn)氣管道。

6.一種如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述啟動(dòng)控制方法包括：

對(duì)所述啟動(dòng)燃燒器進(jìn)行點(diǎn)火檢測(cè)；

若所述啟動(dòng)燃燒器點(diǎn)火檢測(cè)失敗，則所述電加熱器啟動(dòng)以將來自于所述第一空氣管道的空氣進(jìn)行加熱，以通入所述陰極入口管道。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，在點(diǎn)火檢測(cè)前，開啟所述第一空氣管道上的第一空氣閥門和陰極換熱器進(jìn)氣管道上的第二空氣閥門。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述啟動(dòng)燃燒器點(diǎn)火檢測(cè)失敗后，減小陰極換熱器進(jìn)氣管道上的第二空氣閥門的開度，開啟電加熱器進(jìn)氣管道上的第三空氣閥門，所述電加熱器工作。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，開啟燃燒器燃?xì)膺M(jìn)氣管道上的第一燃?xì)忾y門和燃燒器空氣進(jìn)氣管道上的第四空氣閥門，從而為所述啟動(dòng)燃燒器供氣，所述啟動(dòng)燃燒器進(jìn)行點(diǎn)火檢測(cè)，所述點(diǎn)火檢測(cè)成功后，所述啟動(dòng)燃燒器工作并通過煙氣管道向陰極換熱器提供加熱煙氣，從而加熱來自第二空氣閥門的空氣，加熱完成后，所述加熱煙氣通過尾氣通道排出。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，當(dāng)所述煙氣的溫度高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，開啟第二空氣管道上的第五空氣閥門。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，從陰極入口管道流入熱區(qū)的空氣流經(jīng)所述熱區(qū)后，通過陰極出口管道流出，進(jìn)入啟動(dòng)燃燒器。

12.根據(jù)權(quán)利要求6-11中任一項(xiàng)所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，關(guān)閉陽(yáng)極換熱器燃?xì)膺M(jìn)氣管道上的第二燃?xì)忾y門，開啟陽(yáng)極換熱器保護(hù)氣進(jìn)氣管道上的保護(hù)氣閥門。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，啟動(dòng)過程結(jié)束后，所述燃料電池系統(tǒng)進(jìn)入過渡態(tài)，在所述過渡態(tài)時(shí)，所述第二燃?xì)忾y門逐漸開啟，所述保護(hù)氣閥門逐漸關(guān)閉；第四空氣閥門逐漸關(guān)閉，第一燃?xì)忾y門逐漸關(guān)閉，第一空氣閥門的開度逐漸增大；

在所述過渡態(tài)結(jié)束后，所述第四空氣閥門關(guān)閉，所述第一燃?xì)忾y門關(guān)閉，所述保護(hù)氣閥門關(guān)閉。

14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述啟動(dòng)燃燒器點(diǎn)火檢測(cè)失敗為三次點(diǎn)火失敗；或者，所述啟動(dòng)燃燒器點(diǎn)火檢測(cè)失敗為所述啟動(dòng)燃燒器溫度大于安全使用溫度。