[发明专利]用于燃料电池系统的氢浓度控制装置和方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池系统的氢浓度控制装置，所述燃料电池系统具有用于将氢供应至燃料电池的阳极的氢供应系统，所述装置包括：

氢浓度测量传感器，直接布置在所述氢供应系统的氢罐中或者直接布置在连接于所述氢罐与所述阳极之间的氢供应管中；和

控制器，被配置成基于由所述氢浓度测量传感器测量的氢浓度估算所述阳极流道中的氢浓度，并且在所述控制器确定所估算的氢浓度落在参考值以下时，通过打开氢净化阀执行所述阳极流道中的气体的净化控制。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括有线或无线通信装置，所述有线或无线通信装置被配置成接收与装在氢站中的氢的浓度和量有关的信息。

3.一种用于燃料电池系统的氢浓度控制方法，所述方法包括：

通过传感器测量氢罐或氢供应管中的氢浓度；

通过控制器，基于所测量的氢浓度估算阳极流道中的氢浓度和杂质浓度的变化；并且

通过所述控制器确定所估算的氢浓度是否落在预定参考值以下；

响应于确定所述氢浓度落在预定参考值以下，通过打开阀预定长时间来执行氢净化，使得氢和杂质被排出到外部。

4.如权利要求3所述的方法，其中估算所述阳极流道中的氢浓度和杂质浓度的变化，还包括根据杂质浓度（α）利用以下等式来计算杂质浓度（C_im），

Cim=mim,an+αA∫idt+∫m·im,codtmH2,an+mim,an]]>

其中通过将所述阳极流道的整体设定为单个控制体积来获得所述等式。

5.如权利要求3所述的方法，还包括直接从氢站经由有线或无线通信装置接收有关氢浓度的信息。

6.如权利要求3所述的方法，其中进行所述氢净化直到所述阳极流道中的杂质浓度减小至参考值（ε）的下限以下，并且当所述阳极流道中的杂质浓度减小至参考值的下限以下时，关闭氢净化阀以停止所述氢净化。

7.如权利要求3所述的方法，其中当所述氢罐或所述氢管中的杂质浓度高时，与所述氢罐或所述氢供应管中的杂质浓度成比例地增加氢净化循环。

8.一种氢浓度控制装置，所述装置包括：

传感器，直接布置在混合动力车的氢储存装置中并且被配置成测量氢储存装置中的氢的浓度；和

控制器，被配置成基于由所述传感器测量的氢浓度估算燃料电池的阳极流道中的氢浓度，并且在所述控制器估算氢浓度落在参考值以下时，通过打开阀而对所述阳极流道中的气体执行净化控制。

9.如权利要求1所述的氢浓度控制装置，其中所述氢浓度控制装置安装在车辆中。