[發明專利]燃料電池及其控制方法

在審

• 申請號: 202011003900.3
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN114256479A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 姚金松;張國民;王曉歡;喬魁;王喜;李初福;劉智恩;楊瑞寧
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院;國家能源集團寧夏煤業有限責任公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/0432;H01M8/04664;H01M8/04746;H01M8/04955;H01M8/2484;H01M8/249
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

1.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池包括：

熱箱，內部設置有加熱模塊；

至少兩個電堆，設置在所述熱箱內部，所述至少兩個電堆并聯連接；以及

總管和支管，所述支管的一端與電堆的接口連接，另一端與所述總管的一端相連連接，所述總管的遠離所述支管的一端伸出所述熱箱的外部，

其中，所述總管包括陽極進氣總管、陽極出氣總管、陰極進氣總管和陰極出氣總管中的至少一個，并且所述支管相應連接至所述電堆的陽極進氣口、陽極出氣口、陰極進氣口和陰極出氣口中的至少一個。

2.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述陽極進氣口與所述陰極出氣口位于所述電堆的第一側，所述陽極出氣口與所述陰極進氣口位于所述電堆的第二側，且所述第一側與所述第二側相對，

所述陰極出氣總管在所述第一側為環形結構，所述陰極進氣總管在所述第一側被布置在所述環形結構的內部，并采用螺旋結構或者垂直結構延伸至所述第二側。

3.根據權利要求2所述的燃料電池，其特征在于，所述陰極進氣總管在所述第二側為環形結構，所述陽極出氣總管在所述第二側被布置在所述環形結構的內部。

4.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述陽極進氣總管的進氣端套設在所述陰極出氣總管的出氣端的外部以形成套管，所述套管伸出至所述熱箱的外部。

5.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述陰極出氣總管在所述熱箱外部的管道被設置成螺旋結構。

6.根據權利要求5所述的燃料電池，其特征在于，所述燃料電池還包括風扇，設置在與所述螺旋結構末端相對的位置處，用于降低所述螺旋結構末端處的氣體壓強。

7.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述支管上設置有開關模塊，用于在電堆故障時動作，使故障電堆對應的支管被關閉以停止為故障電堆提供燃料氣和/或空氣。

8.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述熱箱設置有法蘭接口，所述總管通過所述法蘭接口伸出所述熱箱的外部。

9.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述加熱模塊為電阻絲，所述電阻絲設置在所述熱箱的內壁上。

10.一種用于如權利要求1至9所述的燃料電池的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

檢測陰極出氣總管的出氣端的氣體溫度；以及

在所述氣體溫度大于預設溫度時，增大所述陰極進氣總管的進氣流量。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

檢測所述燃料電池輸出的電流值；以及

根據所述燃料電池輸出的電流值，調節送入所述陽極進氣總管的燃料氣的進氣量和送入所述陰極進氣總管的空氣的進氣量。

12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

檢測所述支管內部的氣體壓力；以及

在所述支管內部的氣體壓力不處于預設壓力范圍時，控制所述支管上的開關模塊動作以使得所述總管停止向所述支管輸送氣體。

13.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

檢測電堆的工作狀態；

根據所述電堆的工作狀態確定故障電堆；以及

控制位于與所述故障電堆相連接的支管上的開關模塊動作，使所述支管被關閉以停止為所述故障電堆提供燃料氣和/或空氣。

14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述檢測電堆的工作狀態及根據所述電堆的工作狀態確定故障電堆包括：

檢測所述燃料電池中的每個單個電堆輸出的電壓值；以及

在所述單個電堆輸出的電壓值降低預設電壓值時，確定所述單個電堆為所述故障電堆。