[發明專利]燃料電池氫氣循環系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202111371853.2
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114284528A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 徐曉明;洪吉超;赤騁;陳東方;胡松;王越;李躍華;李仁政;趙磊;唐偉;孫旭東;袁秋奇
• 申請（專利權）人: 北京格睿能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/0438
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 花麗

1.一種燃料電池氫氣循環系統，其特征在于，包括：

引射器，所述引射器的氫氣入口與氫氣供應端相連，所述引射器的氫氣出口與電堆入口相連，以形成進氣通路；所述引射器的氫氣二次循環入口與分水器一端相連，以形成氫氣循環通路，其中，所述分水器另一端與電堆出口相連；

氫氣循環泵，所述氫氣循環泵的一端與所述進氣通路相連，所述氫氣循環泵的另一端與所述氫氣循環通路相連；以及

控制器，用于根據當前所處工況控制所述引射器和/或氫氣循環泵工作。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：

第一單向閥和第二單向閥，其中，所述第一單向閥設置于氫氣循環泵的一端與所述進氣通路之間，所述第二單向閥設置于所述引射器的氫氣二次循環入口與所述分水器一端之間。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：

壓力傳感器，其中，所述壓力傳感器用于檢測所述進氣通路的壓力值，并與目標進氣壓力作對比。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：

排水閥，所述排水閥設置于所述電堆入口處，用于排出進入電堆氣體中多余的液態水。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：

PURGE閥，所述PURGE閥設置于所述電堆出口處，用于脈沖排氣。

6.一種燃料電池氫氣循環系統的控制方法，其特征在于，所述燃料電池氫氣循環系統為權利要求1-5任意一項所述的系統，方法包括以下步驟：

獲取進氣通路的壓力值和電堆輸出功率，并判斷所述輸出功率是否大于或等于第一功率閾值；

如果未大于所述第一功率閾值，則根據所述壓力值、當前輸出功率下的目標和所述輸出功率計算氫氣循環泵的當前所需調節轉速，以根據所述當前所需調節轉速控制所述氫氣循環泵工作；以及

如果大于所述第一功率閾值，且未大于第二功率閾值，則同時開啟所述氫氣循環泵和引射器，以通過所述氫氣循環泵和所述引射器共同調節氫氣壓力。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述通過所述氫氣循環泵和所述引射器共同調節氫氣壓力，包括：

判斷所述輸出功率是否小于或等于第三功率閾值；

如果小于或等于所述第三功率閾值，則根據所述輸出功率確定轉速增加量，以根據所述轉速增量增大所述氫氣循環泵轉速；

如果大于所述第三功率閾值，則根據所述輸出功率確定轉速減小量，以根據所述轉速減小量減小所述氫氣循環泵轉速。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：

當所述輸出功率大于所述第二功率閾值時，通過所述引射器調節氫氣循環速度。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一功率閾值為所述電堆峰值功率的0-10％，所述第二功率閾值為所述峰值功率的30-40％，所述第三功率閾值為所述峰值功率的15-25％。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：

判斷所述電堆是否處于脈沖排氣工況；

如果處于所述脈沖排氣工況，則通過所述氫氣循環泵和所述引射器共同調節氫氣壓力。