[发明专利]用低电压源起动燃料电池系统的闭环方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，其具有多个燃料电池并具有阳极入口和阴极入口；

空气压缩器，其与所述阴极入口流体连通；

设置在所述空气压缩器与所述阴极入口之间的旁路阀，所述旁路阀适于选择性地使空气流绕过所述燃料电池堆至排放部；

氢气源，其与所述阳极入口流体连通；

起动电池，其与所述空气压缩器电连通；

功率转换模块，其与所述起动电池和所述空气压缩器电连通，该功率转换模块适于选择性地升高供应到所述空气压缩器的所述起动电池的电压；

控制器，其与所述功率转换模块连通，并适于基于可用电能设置空气压缩器速度；

压力传感器，其与所述控制器电连通，并适于测量所述空气压缩器处的压缩器压力；和

至少一个速度传感器，其与所述控制器电连通并适于测量所述空气压缩器的实际速度；

其中所述控制器适于基于由所述压力传感器测量到的压缩器压力和由所述速度传感器测量到的实际速度而安排阳极清理，使得将排放的氢气的浓度保持为小于所希望的量。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述起动电池包括低电压电池和高电压电池中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述高电压电池是混合动力电池。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括：适于测量所述起动电池的电压的电压传感器。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述安排阳极清理包括安排流向燃料电池堆的氢气流速和时间调配。

6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括：设置在所述氢气源与所述燃料电池堆之间的调节阀，所述调节阀适于选择性地对所述燃料电池堆提供阳极清理。

7.一种用低电压电池启动燃料电池堆的方法，包括以下步骤：

接收启动请求；

使功率转换模块能够升高所述低电压电池的电能；

确定升压的低电压电池的可用电能；

基于所述可用电能确定空气压缩器的估算速度；

启动空气压缩器，其中所述空气压缩器被设置为所述估算速度；

使来自所述空气压缩器的空气绕过所述燃料电池堆至排放部；

测量所述空气压缩器的实际速度；

测量压缩器出口压力；

当a)所述实际速度大于所希望的速度或者b)已经经过了压缩器增速时间时，根据所述实际速度和所述压缩器出口压力计算空气流速；和

基于所述空气流速安排阳极清理。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述确定可用电能的步骤包括：根据测量到的所述低电压电池的电压计算可用电能。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述所希望的速度通过所述估算速度而计算出。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述所希望的速度等于所述估算速度减去差值速度。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述安排阳极清理的步骤包括以下步骤中的至少一个：a)为所述阳极清理设置时间；和b)为所述阳极清理设置氢气流速。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述用于阳极清理的氢气流速通过基于所述空气流速的查询表计算。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，优化所述用于阳极清理的氢气流速以使排放的氢气浓度保持小于4％的体积百分量。