[發明專利]一種燃料電池系統及陽極控制方法

在審

• 申請號: 202011363951.7
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112349930A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 謝義淳;郭瑋翔;鄭麗萍;劉力銘;林玉祥
• 申請（專利權）人: 福建亞南電機有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/22;H01M8/2457
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

1.一種燃料電池系統，其特征在于：所述燃料電池電堆（10）的陽極以氫氣為燃料電池反應工質；所述電堆的陽極流道包括向電堆供氣的氫氣氣路，所述氫氣氣路包括氣路第一端和氣路第二端；所述氣路第一端、氣路第二端處的管路同時與第一三通閥（22）、第二三通閥（23）相連；所述第一三通閥與電堆所使用的氫氣氣源（20）相通；當陽極的電堆工作時，所述第一三通閥、第二三通閥通過切換其各閥口的啟閉狀態，使氫氣氣路的氫氣輸入端在氣路第一端、氣路第二端之間切換。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池系統，其特征在于：所述第二三通閥與電堆的尾氣排放端相通；

當陽極的電堆的氫氣輸入端切換為氣路第一端時，電堆的陽極流道處于正向供氣狀態，氣路第二端切換為氫氣氣路的廢氣排放端且經第二三通閥與尾氣排放端相通；

當陽極的電堆的氫氣輸入端切換為氣路第二端時，電堆的陽極流道處于逆向供氣狀態，氣路第一端切換為氫氣氣路的廢氣排放端且經第二三通閥與尾氣排放端相通。

3.根據權利要求2所述的一種燃料電池系統，其特征在于：所述氫氣氣源為氫氣儲存裝置或氫氣制備裝置；所述第一三通閥、第二三通閥的閥口均包括主閥口、常開閥口、常閉閥口；氫氣氣源的氫氣輸出端經減壓穩壓閥（21）與第一三通閥的主閥口相通；電堆的尾氣排放端經尾排閥（25）、氣水分離器（24）與第二三通閥的主閥口相通。

4.根據權利要求3所述的一種燃料電池系統，其特征在于：所述第一三通閥的常開閥口（26）、第二三通閥的常閉閥口（28）與氣路第一端相通；所述第二三通閥的常開閥口（29）、第一三通閥的常閉閥口（27）與氣路第一端相通。

5.根據權利要求4所述的一種燃料電池系統，其特征在于：當所述電堆的陽極流道處于正向供氣狀態時，所述第一三通閥的常開閥口（26）、第二三通閥的常開閥口（29）開啟，第一三通閥的常閉閥口（27）、第二三通閥的常閉閥口（28）關閉，燃料電池陽極的電堆從第一三通閥的常開閥口（26）接收氫氣，并把廢氣從第二三通閥的常開閥口（29）排出至氣水分離器（24）；

當所述電堆的陽極流道處于逆向供氣狀態時，所述第一三通閥的常開閥口（26）、第二三通閥的常開閥口（29）關閉，第一三通閥的常閉閥口（27）、第二三通閥的常閉閥口（28）開啟，燃料電池陽極的電堆從第一三通閥的常閉閥口（27）接收氫氣，并把廢氣從第二三通閥的常閉閥口（28）排出至氣水分離器（24）。

6.根據權利要求3所述的一種燃料電池系統，其特征在于：所述氫氣氣源的氫氣在輸入燃料電池陽極的電堆時，以氫氣的流動氣壓對氫氣氣路氫氣輸入端處的雜質進行清掃。

7.根據權利要求3所述的一種燃料電池系統，其特征在于：所述尾排閥（25）、第一三通閥、第二三通閥均為電磁閥。

8.一種燃料電池系統陽極控制方法，其特征在于：權利要求3中所述的燃料電池系統，其陽極運行時周期性地切換第一三通閥、第二三通閥各閥口的啟閉狀態，使電堆的供氣狀態周期性地在正向供氣狀態和逆向供氣狀態之間切換，使氫氣氣源在向電堆陽極供氣時，也以經減壓穩壓閥調節壓力后的氫氣對電堆陽極處的雜質進行周期性吹掃，減少雜質在陽極氫氣氣路處的累積。

9.根據權利要求8所述的一種燃料電池系統陽極控制方法，其特征在于：所述尾排閥處于常閉狀態以使陽極流道在盲端模式下運行，所述氣水分離器用于分離廢氣中的水；當陽極氫氣氣路處累積的雜質量過多使燃料電池電壓下降時，所述尾排閥開啟，使電堆陽極通過盲端處的尾排閥排出尾氣，同時加大陽極氫氣氣路的氣流流速來排出雜質。