[發明專利]一種性能恢復裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202110007994.X
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112751058B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李子競;侯福建;劉江唯;張正興;張建銳;段志輝
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/0662
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發明公開了一種性能恢復裝置及其控制方法，涉及燃料電池領域。該性能恢復裝置與燃料電池堆連接，性能恢復裝置包括：供氫系統，包括氫氣存儲件、進氣管路和出氣管路，氫氣存儲件與進氣管路連接，進氣管路和燃料電池堆的陰極入口連接，出氣管路與燃料電池堆的陰極出口連接，出氣管路上設有兩通閥和氫氣濃度傳感器，氫氣濃度傳感器位于燃料電池堆和兩通閥之間；循環系統，包括循環泵和循環管路，循環管路與兩通閥和進氣管路均連接，循環泵設置于出氣管路上，且位于燃料電池堆和兩通閥之間。本發明能夠節省氫氣；能夠通過氫氣濃度傳感器的數值變化表征催化劑發生還原反應的程度，簡單可靠；減少閥門設置，簡化裝置。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，尤其涉及一種性能恢復裝置及其控制方法。

背景技術

燃料電池因能量密度較高，燃料加注時間短，生成產物對環境沒有污染，因此成為未來動力系統的發展方向之一。燃料電池堆反應時氫氣在陽極催化劑的作用下發生氧化反應，產生質子和電子，質子經過質子交換膜傳遞到陰極與氧氣和外部傳導來的電子在陰極催化劑的作用下生成水。隨著燃料電池堆運行時間的不斷增加，催化劑的劣化會導致燃料電池堆性能的下降，影響壽命。

研究表明，可以設置性能恢復裝置向電堆的陰極供給氫氣，通過提供的氫氣將陰極中被氧化的催化劑還原，恢復其催化能力，從而恢復燃料電池堆的性能。但是現有的性能恢復裝置缺乏對于催化劑發生還原反應程度的判斷，即無法判斷是否性能恢復完成，會出現氫供給不足或造成氫浪費的情況。

基于此，亟需一種性能恢復裝置及其控制方法，用以解決如上提到的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種性能恢復裝置及其控制方法，節省氫氣；能夠通過氫氣濃度傳感器的數值變化表征催化劑發生還原反應的程度，簡單可靠；減少閥門設置，簡化裝置。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種性能恢復裝置，與燃料電池堆連接，所述性能恢復裝置包括：

供氫系統，包括氫氣存儲件、進氣管路和出氣管路，所述氫氣存儲件與所述進氣管路連接，所述進氣管路和所述燃料電池堆的陰極入口連接，所述出氣管路與所述燃料電池堆的陰極出口連接，所述出氣管路上設有兩通閥和氫氣濃度傳感器，所述氫氣濃度傳感器位于所述燃料電池堆和所述兩通閥之間；

循環系統，包括循環泵和循環管路，所述循環管路與所述兩通閥和所述進氣管路均連接，所述循環泵設置于所述出氣管路上，且位于所述燃料電池堆和所述兩通閥之間。

可選地，所述性能恢復裝置還包括溫度調節系統，所述溫度調節系統包括溫度傳感器和加熱器，所述溫度傳感器和所述加熱器均設置于所述進氣管路上，且所述溫度傳感器位于所述燃料電池堆和所述加熱器之間。

可選地，所述性能恢復裝置還包括濕度調節系統，所述濕度調節系統包括濕度傳感器和加濕器，所述濕度傳感器和所述加濕器均設置于所述進氣管路上，且所述濕度傳感器位于所述燃料電池堆和所述加濕器之間。

可選地，所述進氣管路上設有減壓閥，所述減壓閥位于所述加熱器和所述加濕器的上游。

可選地，所述進氣管路上還設有第一手動安全截止閥，所述第一手動安全截止閥設于所述減壓閥與所述氫氣存儲件之間。

可選地，所述進氣管路上還設有氫氣瓶閥，所述氫氣瓶閥設于所述第一手動安全截止閥與所述氫氣存儲件之間。

可選地，所述性能恢復裝置還包括掃氣系統，所述掃氣系統與所述燃料電池堆連接，用于在所述供氫系統工作停止后將所述燃料電池堆內殘留的氫氣吹出。

可選地，所述掃氣系統包括氮氣存儲瓶和掃氣管路，所述氮氣存儲瓶通過所述掃氣管路與所述進氣管路連通，所述掃氣管路上設有氮氣瓶閥。

可選地，所述掃氣管路上還設有第二手動安全截止閥，所述第二手動安全截止閥設置于所述氮氣瓶閥的下游。