[發(fā)明專利]一種燃料電池系統(tǒng)及停機(jī)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111059981.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN113793951B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃興;韓令海;丁天威;趙洪輝;馬秋玉;曲祿成;郝志強(qiáng);段盼;劉巖;王宇鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04089
• 分類號(hào): H01M8/04089
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發(fā)明屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池系統(tǒng)及停機(jī)控制方法，包括燃料電池堆、空氣循環(huán)組件和氫氣循環(huán)組件。燃料電池堆連接冷卻回路和直流變換器；空氣循環(huán)組件包括空氣進(jìn)氣支路、空氣出氣支路和三通閥，空氣進(jìn)氣支路給燃料電池堆提供空氣；空氣出氣支路排出燃料電池堆內(nèi)多余空氣，空氣出氣支路設(shè)置有分水器，分水器遠(yuǎn)離燃料電池堆的一端連通三通閥，三通閥能夠連通空氣進(jìn)氣支路和空氣出氣支路；氫氣循環(huán)組件給燃料電池堆提供氫氣并排出多余氫氣。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，能在停機(jī)時(shí)使氧氣全部消耗且不產(chǎn)生負(fù)壓，避免產(chǎn)生氫空界面；停機(jī)控制方法能夠在停機(jī)過程中維持陰極和陽極壓力平衡，避免形成氫空界面，提升燃料電池堆壽命。

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系統(tǒng)及停機(jī)控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)，在停機(jī)時(shí)常采用耗氧放電或耗氫放電形式，為了將反應(yīng)氣體耗盡，只能封閉燃料電池的陽極和陰極。但隨著反應(yīng)氣體的消耗，勢必產(chǎn)生燃料電池堆內(nèi)氣壓低于大氣壓的負(fù)壓情況，從而導(dǎo)致系統(tǒng)密封情況惡化，因此長時(shí)間放置后，氣體將滲透進(jìn)入燃料電池堆的陰極或陽極腔體。再加之燃料電池堆內(nèi)部還有殘存的氧氣，從而在再次啟動(dòng)時(shí)燃料電池堆內(nèi)形成氫空界面，影響燃料電池堆壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池系統(tǒng)及停機(jī)控制方法，燃料電池系統(tǒng)能在停機(jī)時(shí)使得氧氣全部消耗掉且不產(chǎn)生負(fù)壓，避免產(chǎn)生氫空界面；停機(jī)控制方法應(yīng)用于上述的燃料電池系統(tǒng)，能夠在停機(jī)過程中維持燃料電池堆陰極和陽極的壓力平衡，避免形成氫空界面，提升燃料電池堆壽命。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，提供一種燃料電池系統(tǒng)，包括：

燃料電池堆，所述燃料電池堆連接冷卻回路和直流變換器，所述冷卻回路被配置為冷卻所述燃料電池堆，所述直流變換器被配置為轉(zhuǎn)換并輸出所述燃料電池堆的電流；

空氣循環(huán)組件，所述空氣循環(huán)組件包括空氣進(jìn)氣支路、空氣出氣支路和三通閥，所述空氣進(jìn)氣支路的一端連通外部大氣，另一端連通所述燃料電池堆，所述空氣進(jìn)氣支路被配置為給所述燃料電池堆提供空氣，所述空氣出氣支路的一端連通所述燃料電池堆，另一端連通所述外部大氣，所述空氣出氣支路被配置為排出所述燃料電池堆內(nèi)的多余所述空氣，所述空氣出氣支路設(shè)置有分水器，所述分水器遠(yuǎn)離所述燃料電池堆的一端連通所述三通閥，所述三通閥能夠連通所述空氣進(jìn)氣支路和所述空氣出氣支路，所述三通閥被配置為控制所述空氣出氣支路內(nèi)的所述空氣排入所述外部大氣或者進(jìn)入所述空氣進(jìn)氣支路；以及

氫氣循環(huán)組件，所述氫氣循環(huán)組件被配置為給所述燃料電池堆提供氫氣，并排出多余所述氫氣。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述空氣進(jìn)氣支路包括：

空氣截止閥，所述空氣截止閥的一端連通所述外部大氣；

空壓機(jī)，所述空壓機(jī)的一端連通所述空氣截止閥，另一端連通所述燃料電池堆；以及

空氣入堆壓力傳感器，所述空氣入堆壓力傳感器設(shè)置于所述空壓機(jī)和所述燃料電池堆之間。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述空氣出氣支路還包括：

空氣出堆壓力傳感器，所述空氣出堆壓力傳感器、設(shè)置于所述分水器和所述燃料電池堆之間；

空氣排水分路，所述空氣排水分路連通所述分水器，所述空氣排水分路被配置為排出所述分水器內(nèi)的水分。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述空氣排水分路設(shè)置有空氣排水閥。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述氫氣循環(huán)組件包括：

氫氣進(jìn)氣支路，所述氫氣進(jìn)氣支路包括供氫比例閥和氫氣入堆壓力傳感器，所述供氫比例閥的一端連通外部供氫系統(tǒng)，另一端連通所述燃料電池堆，所述氫氣入堆壓力傳感器設(shè)置于所述供氫比例閥和所述燃料電池堆之間；