[發明專利]一種用于氫燃料電池的空氣供應過濾系統及控制方法

有效

• 申請號: 202011486613.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112599822B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 陳建兵
• 申請（專利權）人: 中鐵軌道交通裝備有限公司
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;H01M8/0273;H01M8/0276;H01M8/04089;H01M8/04992
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明涉及一種用于氫燃料電池的空氣供應過濾系統及控制方法，包括電堆、進氣口以及出水口，在進氣口上連接空壓機，在空壓機與進氣口之間設置至少兩條并聯的通氣管道，在每條通氣管道上設置過濾組件，在過濾組件的進氣端設置供氣控制閥，在通氣管道上設置過濾箱體，在過濾箱體外部設置用于實現抽插動作的驅動組件，驅動組件驅動過濾組件運動；在過濾組件前方設置第一壓力傳感器，在過濾組件后方設置第二壓力傳感器；通過并聯的通氣管道單獨控制可實現在不停機的情況下對堵塞過濾組件的自動化清洗。通過對過濾組件前后的通氣管道內壓力的判斷，可實現對過濾組件堵塞的判斷，實現精準維修；從而降低人工以及維修成本，提高氫燃料電池的發電效率。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池技術領域，尤其是涉及一種用于氫燃料電池的空氣供應過濾系統及控制方法。

背景技術

氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置，其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。由于氫燃料電池只產生水和熱、運行安靜且發電效率可達50％以上，故其具有無污染、無噪音以及高效率等優點，氫燃料電池被越來越多應用于各個行業中。

目前氫燃料電池在產生電能的過程中，基于成本考慮，一般都是用空氣取代氧氣，空氣直接由空壓機抽至管道中，通過管道內的過濾網后直接送入電堆內，然而空氣中具有較多雜質，故管道中的濾網很容易發生堵塞，進入氫氣堆的空氣量可能會達不到要求，從而影響電堆中的化學反應，降低氫燃料電池的效率；故需要對濾網進行維修，此時需要將氫燃料電池關閉停止工作，同時需要人工拆卸濾網進行清洗，之后重新安裝氫燃料電池繼續工作，這種操作大大降低了氫燃料電池的效率，同時增加了人工成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可在線對濾網進行清潔且不會影響效率的用于氫燃料電池的空氣供應過濾系統及控制方法。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種用于氫燃料電池的空氣供應過濾系統，包括電堆、設置于電堆上的進氣口以及出水口，在所述的進氣口上連接有空壓機，所述的空壓機向電堆供應空氣，在所述的空壓機與進氣口之間設置至少兩條并聯的通氣管道，在每條所述的通氣管道上設置過濾組件，在所述的過濾組件的進氣端設置供氣控制閥，在所述的通氣管道上設置用于插入過濾組件的過濾箱體，在所述的過濾箱體外部設置用于實現抽插動作的驅動組件，所述的驅動組件驅動過濾組件運動；在所述的過濾組件前方的通氣管道上設置第一壓力傳感器，在所述的過濾組件后方的通氣管道上設置第二壓力傳感器。

進一步具體的，在所述的過濾箱體旁設置一濾網清洗箱，所述的驅動組件將過濾組件在過濾箱體與濾網清洗箱之間轉移，在所述的濾網清洗箱上設置清洗進口以及清洗出口，所述的清洗進口與出水口通過水管連通，在所述的水管上設置清洗控制閥。

進一步具體的，在所述的濾網清洗箱上設置氣體進口以及氣體出口，在所述的氣體進口處設置第三壓力傳感器，在所述的氣體出口處設置第四壓力傳感器，在所述的氣體進口處設置吹氣控制閥，所述的氣體進口通入氮氣。

進一步具體的，所述的驅動組件為一設置于濾網清洗箱上的液壓缸或者氣缸，所述的液壓缸或者氣缸的軸固定于過濾組件上。

進一步具體的，所述的驅動組件包括設置于濾網清洗箱以及過濾箱體兩側的螺桿、設置于螺桿上的螺母以及驅動螺桿轉動的電機，所述的螺母固定于過濾組件上。

進一步具體的，所述的過濾組件包括矩形外框、設置于矩形外框內部的濾網以及設置于矩形外框側邊上的密封圈。

進一步具體的，所述的空氣供應過濾系統還包括氫燃料電池管理系統。

一種空氣供應過濾系統的控制方法，

S1、系統開啟，其中第一進氣支路開啟，其它支路關閉，系統正常運行；