[發(fā)明專利]一種燃料電池低溫運(yùn)行停機(jī)吹掃方式

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011164166.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN112490472B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王兵杰;楊升;毛正松;林志強(qiáng);夏景霖;王福;李昌煜;覃敏航;陳軍榮;陸永卷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西玉柴機(jī)器股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04119
• 分類號(hào): H01M8/04119;H01M8/04223
• 代理公司: 廣西曙光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45132
• 代理人: 吳方圓

本發(fā)明公開了一種燃料電池低溫運(yùn)行停機(jī)吹掃系統(tǒng)及吹掃方式，系統(tǒng)包括燃料電池電堆、空壓機(jī)、空氣入口截止閥、空氣出口截止閥、儲(chǔ)氫瓶、氫氣噴射器、排水閥、排氣閥，所述燃料電池電堆的陽極吹掃入口與空壓機(jī)相連接，所述陰極吹掃入口與空壓機(jī)之間設(shè)置有空氣入口截止閥，所述陰極吹掃出口與水汽排出管相連，所述陰極吹掃出口與水汽排出管之間設(shè)置有空氣出口截止閥。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)低溫環(huán)境下停機(jī)吹掃中系統(tǒng)過于復(fù)雜，以及因檢測(cè)不準(zhǔn)確導(dǎo)致吹掃不確定等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池低溫運(yùn)行停機(jī)吹掃方式。

背景技術(shù)

燃料電池是一種直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。其工作原理是通過電化學(xué)反應(yīng)把物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并且燃料電池進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所需的物質(zhì)由外部提供，只要不斷供應(yīng)燃料和氧化劑，燃料電池就能源源不斷地輸出電能和熱能。簡(jiǎn)而言之，燃料電池就是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。

燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)電堆通過電化學(xué)反應(yīng)在陰極側(cè)產(chǎn)生水，停機(jī)時(shí)，需要將電堆陰極測(cè)的水吹干，避免電堆下次啟動(dòng)有水淹情況，保證正常啟動(dòng)。而且燃料氣體一般為易燃易爆的氫氣，燃料電池停機(jī)后，電堆中殘余的氫氣，容易造成著火或爆炸等安全事故，而在低溫環(huán)境下，系統(tǒng)內(nèi)部流道、氣體擴(kuò)散層或管路中的水凝結(jié)后產(chǎn)生冰，其膨脹作用導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)部件或燃料電池電堆產(chǎn)生機(jī)械損傷，因此，一般停機(jī)后需要對(duì)電堆進(jìn)行吹掃。

現(xiàn)有技術(shù)中，有采用內(nèi)阻檢測(cè)吹掃方案，如中國(guó)專利CN111029623A公開了一種燃料電池吹掃裝置及其控制方法，該方案中燃料電池和所述燃料電池吹掃裝置設(shè)置在車輛上，主要包括控制單元、檢測(cè)單元和吹掃單元，通過在控制單元設(shè)定內(nèi)阻閾值，當(dāng)車輛進(jìn)入第一狀態(tài)時(shí)，吹掃單元吹掃燃料電池，檢測(cè)單元用于檢測(cè)燃料電池的歐姆內(nèi)阻，當(dāng)燃料電池的歐姆內(nèi)阻不小于設(shè)定的內(nèi)阻閾值時(shí)，吹掃單元停止吹掃所述燃料電池。

還有采用了加熱脫氧吹掃方案，如中國(guó)專利CN110854415A公開了公開一種燃料電池吹掃裝置及其吹掃方法，該方案包括反應(yīng)爐、三通閥、陽極吹掃閥和陰極吹掃閥；其中，反應(yīng)爐能對(duì)空氣進(jìn)行脫氧處理；陰極吹掃閥的入口與反應(yīng)爐的出口連通，陰極吹掃閥的出口與燃料電池的陰極及陽極吹掃閥的入口連通，陽極吹掃閥的出口與燃料電池的陽極連通；三通閥的兩個(gè)出口分別與反應(yīng)爐的入口及燃料電池的陰極入口連接。采用電加熱反應(yīng)爐，加熱特定的脫氧劑，能對(duì)燃料電池的陽極和陰極分別進(jìn)行吹掃。

對(duì)于上述的內(nèi)阻檢測(cè)吹掃方案，在燃料電池系統(tǒng)中增加了內(nèi)阻檢測(cè)單元，增加了燃料電池系統(tǒng)的復(fù)雜度。燃料電池內(nèi)阻檢測(cè)技術(shù)不成熟，檢測(cè)精度存在一定的誤差，所以整體的吹掃效果也存在很大的不確定性。而加熱脫氧吹掃方案，增加了反應(yīng)爐裝置，從而在系統(tǒng)組成和控制方面都增加了燃料電池系統(tǒng)的復(fù)雜度。另外，由于存在空氣加熱裝置和過程，燃料電池系統(tǒng)在安全方面也存在一定的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種燃料電池低溫運(yùn)行停機(jī)吹掃方式，旨在解決現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)低溫環(huán)境下停機(jī)吹掃中系統(tǒng)過于復(fù)雜，以及因檢測(cè)不準(zhǔn)確導(dǎo)致吹掃不確定等問題。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種燃料電池低溫運(yùn)行停機(jī)吹掃系統(tǒng)，包括燃料電池電堆、空壓機(jī)、空氣入口截止閥、空氣出口截止閥、儲(chǔ)氫瓶、氫氣噴射器、排水閥、排氣閥，

所述燃料電池電堆的陰極吹掃入口與空壓機(jī)相連接，所述陰極吹掃入口與空壓機(jī)之間設(shè)置有空氣入口截止閥，所述陰極吹掃出口與水汽排出管相連接，所述陰極吹掃出口與水汽排出管之間設(shè)置有空氣出口截止閥，

所述燃料電池電堆的陽極吹掃入口與儲(chǔ)氫瓶相連接，所述陽極吹掃入口與儲(chǔ)氫瓶之間設(shè)置有氫氣噴射器，所述陽極吹掃出口連接有第一分支管、第二分支管、第三分支管，所述第一分支管、第二分支管分別與水汽排出管相連，所述第一分支管上設(shè)置有排水閥，所述第二分支管上設(shè)置有排氣閥，所述第三分支管與氫氣噴射器相連接。