[发明专利]一种快速启动的高温燃料电池动力系统及控制方法

权利要求书

1.一种快速启动的高温燃料电池动力系统，其特征在于：包括压气机(1)、燃料电池(2)、燃烧室(3)、氢源(4)、增压涡轮(5)、动力涡轮(6)和发电机(7)，

所述压气机(1)输入端连通大气，压气机(1)第一输出端通过管道连接燃料电池(2)的阴极输入端，压气机(1)第二输出端通过管道连接燃烧室(3)的第一输入端；

所述燃料电池(2)阳极输入端通过管道连接氢源，燃料电池(2)的阴极输出端连接增压涡轮(5)的第一输入端，燃料电池(2)的阳极输出端连接燃烧室(3)的第二输入端；

所述燃烧室(3)第三输入端通过管道连接氢源(4)，燃烧室(3)输出端连接增压涡轮(5)的第二输入端；所述增压涡轮(5)的输出端连接动力涡轮(6)的输入端，动力涡轮(6)的输出端连接发电机(7)；

所述压气机(1)与燃料电池(2)连通的管道上、压气机(1)与燃烧室(3)连通的管道上分别设置第一阀门(8)和第二阀门(8)，燃料电池(2)与氢源连(4)接的管道上、燃烧室(3)与氢源(4)连接的管道上分别设置第三阀门(10)和第四阀门(11)。

2.一种基于权利要求1所述的动力系统的控制方法，其特征在于：系统启动时，提升燃料电池(2)温度，同时第一阀门(8)关闭，第二阀门(9)开启，第三阀门(10)关闭、第四阀门(11)开启，压气机(1)压缩的空气全部进入燃烧室(3)并与进入燃烧室(3)的氢气燃烧，产生高温高压燃气进入增压涡轮(5)，再进一步推动动力涡轮(6)旋转进而带动发电机(7)发电；

当燃料电池(2)温度上升至工作温度后，开启第一阀门(8)和第三阀门(10)，关闭第四阀门(11)，分别调整第一阀门(8)与第二阀门(9)的开度，使压气机压缩的空气分别进入燃料电池(2)阴极和燃烧室(3)，

燃料电池(2)阴极的压缩空气与阳极的氢气发生电化学反应发电，同时产生高温燃气进入增压涡轮(5)，再进一步推动动力涡轮(6)旋转进而带动发电机(7)发电；

燃料电池(2)阳极的尾气进入燃烧室(3)与燃烧室(3)的压缩空气燃烧，产生高温高压燃气进入增压涡轮(5)，再进一步推动动力涡轮(6)旋转进而带动发电机发电。