[發(fā)明專利]一種用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310183225.4
• 申請日: 2023-02-20
• 公開（公告）號: CN116404199A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海濤;方川;趙興旺;劉然;李飛強(qiáng);司宗正
• 申請（專利權(quán)）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/0606
• 代理公司: 北京共騰律師事務(wù)所 16031
• 代理人: 張靜

1.一種用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，包括空壓機(jī)供氣支路、氧氣儲罐供氣支路、空氣循環(huán)支路，以及控制器；

空壓機(jī)供氣支路上設(shè)有空壓機(jī)；

氧氣儲罐供氣支路上依次設(shè)有氧氣儲罐、減壓器、陰極引射器；空壓機(jī)供氣支路與氧氣儲罐供氣支路并聯(lián)后接電堆的空氣進(jìn)口；

空氣循環(huán)支路上依次設(shè)有尾排背壓閥、分水器、電磁閥V1；電堆的空氣尾氣出口經(jīng)尾排背壓閥接分水器的濕氣入口；分水器的干氣出口一路接陰極引射器的引流入口，另一路接電磁閥V1以向外部環(huán)境排氣；

控制器，用于根據(jù)定時(shí)獲取的入堆空氣氧濃度調(diào)整空壓機(jī)、電磁閥V1的運(yùn)行狀態(tài)，以使入堆空氣氧濃度始終維持在設(shè)定范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，所述氧氣儲罐供氣支路上還設(shè)有陰極主比例閥和陰極Bypass比例閥；其中，

氧氣儲罐的輸出端經(jīng)減壓器后一路經(jīng)陰極主比例閥接陰極引射器的射流入口，另一路經(jīng)陰極Bypass比例閥接陰極引射器的匯流出口；

控制器，還用于在需求的陰極電堆發(fā)電量低于設(shè)定的電量閾值時(shí)，開啟陰極主比例閥，關(guān)閉陰極Bypass比例閥，需求的陰極電堆發(fā)電量高于設(shè)定的電量閾值時(shí)，開啟陰極Bypass比例閥、陰極主比例閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，還包括中冷器、增濕器；其中，

陰極引射器的匯流輸出、空壓機(jī)的輸出、陰極Bypass比例閥的輸出三者并聯(lián)后依次經(jīng)中冷器、增濕器的干側(cè)支路通入電堆的空氣入口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步包括依次連接的數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理與控制單元；并且，所述數(shù)據(jù)處理與控制單元執(zhí)行如下程序完成入堆空氣氧濃度控制功能：

定時(shí)獲取入堆空氣氧濃度；

識別入堆空氣氧濃度是否大于設(shè)定值C₁；如果是，控制空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，或電磁閥V1的開度減小，或電磁閥V1的開啟占空比降低，否則，執(zhí)行下一步；

識別入堆空氣氧濃度是否大于設(shè)定值C₂；如果是，維持空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速、電磁閥V1的開度、電磁閥V1的開啟占空比不變，否則，執(zhí)行下一步；

識別入堆空氣氧濃度是否大于設(shè)定值C₃；如果是，控制空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，或電磁閥V1的開度增加，或電磁閥V1的開啟占空比增加，否則，將燃料電池從默認(rèn)的富氧模式切換至空氣模式，增加空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足基本發(fā)電需求；上述設(shè)定值C₁＞C₂＞C₃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，所述空壓機(jī)供氣支路上還設(shè)有空氣過濾器、流量計(jì)；其中，

空氣過濾器、流量計(jì)、空壓機(jī)依次連接，用于提供設(shè)定流量的潔凈空氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)一步包括：

氧氣濃度傳感器，設(shè)于電堆的空氣入口或增濕器的干氣支路入口處，用于獲取入堆空氣氧濃度；

氣體壓力傳感器P1，設(shè)于增濕器的干側(cè)支路輸入端，用于獲取入堆空氣壓力；

氣體壓力傳感器P2，設(shè)于減壓器的輸出端，用于獲取布設(shè)位置處的氧氣壓力；

氣體壓力傳感器P3，設(shè)于中冷器的輸入端，用于獲取布設(shè)位置處的富氧空氣壓力；

氣體壓力傳感器P5，設(shè)于陰極主比例閥與引射器的連接管道內(nèi)，用于獲取陰極主比例閥的射流入口處氣壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空側(cè)富氧循環(huán)裝置，其特征在于，所述設(shè)定值C₁處于50％～99％，設(shè)定值C₂處于30％～90％，設(shè)定值C₃處于21％～40％。