[發明專利]燃料電池吹掃系統和吹掃方法

在審

• 申請號: 202210270436.7
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114361527A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王雪娥;王黎明;杜永昂;陳璐
• 申請（專利權）人: 國家電投集團氫能科技發展有限公司;寧波綠動氫能科技研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223;H01M8/04228
• 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: 辛誠

本發明公開了一種燃料電池吹掃系統和吹掃方法，燃料電池吹掃系統包括電堆，空壓機，氮氣分離器，旁通管路和傳感器，電堆具有陽極和陰極；空壓機與電堆的陰極相連并適于向電堆的陰極通入空氣，氮氣分離器連接在空壓機和電堆的陽極之間，氮氣分離器適于分離空氣中的氮氣，氮氣適于通入電堆的陽極，旁通管路與電堆并聯布置，且旁通管路的一端連接在空壓機和電堆之間，旁通管路適于分流空壓機流出的部分空氣以避免空壓機喘振，傳感器與氮氣分離器相連，傳感器適于檢測氮氣分離器分離的氮氣中的氧氣濃度，若氧氣濃度小于設定閾值，氮氣可通入電堆的陽極。本發明的燃料電池吹掃系統避免了氫氧界面的產生，延長了燃料電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體地，涉及一種燃料電池吹掃系統和應用該燃料電池吹掃系統的吹掃方法。

背景技術

燃料電池是一種用于將燃料的化學能轉換為電能的發電裝置。為了避免燃料電池在停機后陽極容腔內的殘余氫氣和陰極空氣繼續發生電化學反應（繼續發生的電化學反應，會延長燃料電池系統開路高電壓的存在時間，從而縮減燃料電池的使用壽命），并吹走陽極容腔內殘余的冷凝水（當外界環境較冷時，冷凝水在燃料電池冷啟動時會造成氫氣循環泵和排水閥的凍結，造成冷啟動失?。剂想姵卦谕C時需要進行吹掃處理，但是相關技術中的吹掃處理方式存在出現氫氧界面的問題，會縮減燃料電池的使用壽命。

發明內容

本發明是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識做出的：

相關技術中，燃料電池在停機時多采用陰極空氣吹掃陽極容腔的方式，吹送的過程中，陰極空氣會和陽極容腔內的氫氣相遇并形成氫氧界面，從而容易促使陰極產生水電解現象和碳腐蝕現象的發生，縮減了燃料電池的使用壽命。

另外，吹送完成后，陽極容腔內會存留空氣，當再次啟動燃料電池時，通入的氫氣會與存留的空氣相遇，從而也容易形成氫氧界面的問題。

相關技術中，也存在燃料電池在停機時采用陽極氫氣的吹掃陽極容腔的方式，但是在長時間停機時后，仍然不能避免空氣逐漸滲透進入陽極容腔，當再次啟動燃料電池時，不能避免氫氧界面的形成。

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明實施例提出一種燃料電池吹掃系統，該燃料電池吹掃系統避免了氫氧界面的產生，延長了燃料電池的使用壽命。

本發明實施例還提出一種基于上述燃料電池吹掃系統的燃料電池吹掃方法。

本發明實施例的燃料電池吹掃系統包括：電堆，所述電堆具有陽極和陰極；空壓機，所述空壓機與所述電堆的陰極相連并適于向所述電堆的陰極通入空氣；氮氣分離器，所述氮氣分離器連接在所述空壓機和所述電堆的陽極之間，所述氮氣分離器適于分離空氣中的氮氣，所述氮氣適于通入所述電堆的陽極；旁通管路，所述旁通管路與所述電堆并聯布置，且所述旁通管路的一端連接在所述空壓機和所述電堆之間，所述旁通管路適于分流所述空壓機流出的部分空氣以避免所述空壓機喘振；傳感器，所述傳感器與所述氮氣分離器相連，所述傳感器適于檢測所述氮氣分離器分離的所述氮氣中的氧氣濃度，若所述氧氣濃度小于設定閾值，所述氮氣可通入所述電堆的陽極。

本發明實施例的燃料電池吹掃系統避免了氫氧界面的產生，延長了燃料電池的使用壽命。

在一些實施例中，燃料電池吹掃系統包括汽水分離器和循環管路，所述循環管路與所述電堆的陽極并聯布置，所述汽水分離器設于所述循環管路，所述汽水分離器適于分離所述電堆的陽極排出的氣體中的液體，所述循環管路適于將經所述汽水分離器分離后的氣體導入所述電堆的陽極以實現氫氣的再利用。

在一些實施例中，燃料電池吹掃系統包括第一閥，所述第一閥具有第一進口、第一出口和第二出口，所述第一閥通過所述第一進口和所述第一出口串接在所述旁通管路上，且所述第一閥通過所述第一進口和所述第二出口串接在所述空壓機和所述氮氣分離器之間。