[发明专利]一种燃料电池的控制系统

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种燃料电池的控制系统，其中，所述燃料电池的控制系统包括：氢气端水汽循环装置、空气端空气供给装置、电堆水分监控装置、电堆冷却及低温加热装置和控制装置，所述氢气端水汽循环装置设置在燃料电池电堆的阳极端，所述空气端空气供给装置设置在燃料电池电堆的阴极端，所述电堆水分监控装置和所述电堆冷却及低温加热装置均与所述燃料电池电堆连接，所述氢气端水汽循环装置、空气端空气供给装置、电堆水分监控装置和电堆冷却及低温加热装置均与所述控制装置通信连接。本发明提供的燃料电池的控制系统能够有效去除燃料电池内过多的液态水，延长电堆寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的控制系统。

背景技术

随着燃料电池技术的发展，燃料电池在解决成本与寿命后成为其商业化的关键因素后，是其环境适应性，而燃料电池的电堆及其系统的低温储存和启动是其关键性性能之一。

由于燃料电池工作后，其会在电堆以及其系统中存在大量液态水及水蒸汽，当燃料电池在外界环境温度低于零度时，留在电堆及其系统中水会结冰，所结的冰会对电堆中的膜电极组件造成致命伤害，有时会刺穿电池中的质子交换膜；其次会堵塞气体管道和流场流道，使电池流体流通不畅，对电池性能及寿命造成影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种燃料电池的控制系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的一个方面，提供一种燃料电池的控制系统，其中，所述燃料电池的控制系统包括：氢气端水汽循环装置、空气端空气供给装置、电堆水分监控装置、电堆冷却及低温加热装置和控制装置，所述氢气端水汽循环装置设置在燃料电池电堆的阳极端，所述空气端空气供给装置设置在燃料电池电堆的阴极端，所述电堆水分监控装置和所述电堆冷却及低温加热装置均与所述燃料电池电堆连接，所述氢气端水汽循环装置、空气端空气供给装置、电堆水分监控装置和电堆冷却及低温加热装置均与所述控制装置通信连接；

所述氢气端水汽循环装置用于在所述控制装置的控制下对燃料电池电堆中的每个燃料电池的阳极端进行水汽循环或真空抽气；

所述空气端空气供给装置用于在所述控制装置的控制下对燃料电池电堆中的每个燃料电池的阴极端进行空气吹扫；

所述电堆水分监控装置用于在所述控制装置的控制下对燃料电池电堆中的水分进行监控；

所述电堆冷却及低温加热装置用于在所述控制装置的控制下对燃料电池电堆进行冷却或者低温加热。

优选地，所述氢气端水汽循环装置包括高压氢气罐、氢共轨喷射器、三通缓冲器、氢气循环泵和汽水分离器，所述高压氢气罐上设置有减压阀，所述高压氢气罐通过所述减压阀依次与所述氢共轨喷射器、三通缓冲器以及燃料电池的阳极端的入口连接，所述汽水分离器的一端与燃料电池的阳极端的出口连接，所述汽水分离器的另一端依次与所述氢气循环泵和单向阀连接，所述单向阀与所述三通缓冲器连接，所述氢共轨喷射器和氢气循环泵均与所述控制装置连接，所述高压氢气罐内的氢气通过氢共轨喷射器、三通缓冲器和燃料电池的阳极端的入口进入到燃料电池电堆的阳极端，所述汽水分离器用于将所述燃料电池的阳极端的出口排出的汽水进行氢气和液态水分离，所述氢气循环泵用于在所述控制装置的控制下将所述汽水分离器分离后的氢气循环至所述单向阀，所述单向阀用于将所述氢气输送至所述三通缓冲器。

优选地，所述氢气端水汽循环装置还包括氢气压力传感器和排气阀，所述氢气压力传感器和所述排气阀均与所述控制装置连接，所述排气阀设置在所述单向阀和所述氢气循环泵之间，所述氢气压力传感器用于监测所述燃料电池电堆内的氢气的压力信号，并将监测到的压力信号发送至所述控制装置，所述控制装置用于根据所述压力信号判断所述燃料电池电堆内的压力是否超过预设阈值，所述排气阀用于在所述电池电堆内的压力超过预设阈值时在所述控制装置的控制下排放氢气。