[发明专利]一种怠速系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种怠速系统，包括燃料反应电堆、燃料供应管路、氧化剂供应管路和控制器；所述燃料供应管路用于将燃料输送到所述燃料反应电堆的阳极；所述氧化剂供应管路用于将氧化剂输送到所述燃料反应电堆的阴极，所述氧化剂供应管路包括空压机和喷射器，所述喷射器用于将氧化剂喷射进入所述燃料反应电堆的阴极；所述燃料反应电堆的阴极设置循环管路，所述循环管路能使阴极排出的气体再次进入阴极入口侧；本发明还提供该怠速系统的控制方法，本发明的通过降低氧化剂的浓度从而降低燃料电池输出功率，而且还会提高燃料的利用效率及车辆的安全性，从而提升车辆的整体性能。

技术领域

本发明涉及燃料电池控制领域，特别涉及一种怠速系统及其控制方法。

背景技术

近年来，新能源汽车正受到大家的重视，其中燃料电池汽车也逐渐收到越来越多的关注。燃料电池系统包括燃料电堆，反应气体在其中发生电化学反应产生电能；以及反应气体供应装置，其通过反应气体流路来对燃料电堆供应反应气体。

燃料电堆是将数百个单电池进行层叠而得到的堆结构，而单电池是由一对双极板来夹持膜电极MEA而构成的。膜电极结构体由阳电级和阴电级以及中间的高分子电解质膜组成。

若对燃料电池的阳极电极供应作为燃料气体的氢，且对阴极电极供应作为氧化剂气体的空气，则电化学反应进行从而发电。如此，由于燃料电池通过电化学反应而直接得到电，因此凭借发电效率高这一点而优选。另外，由于燃料电池在发电时只生成无害的水，因此从对环境的影响的点来说也优选。

在以这样的燃料电池系统为动力源的燃料电池车辆中，如果在交通堵塞或者遇到红灯等待等车辆停止时还继续进行怠速发电的情况下，执行停止氧化剂气体以及燃料气体的供应从而停止怠速发电的怠速停止。通过执行该怠速停止，能实现燃料的高效的利用。

然而，若执行该怠速停止，燃料电池会因残留在燃料电池系统内的氢以及空气发电而产生开路高电压，从而电解质膜以及催化剂会劣化。为此，日本特开2006-294304号公报提出了这样一种技术：即使在怠速停止时停止了氧化剂气体以及燃料气体的供应的情况下，也通过从燃料电池取出电流未消耗残留在燃料电池系统内的氢以及氧，从而不仅防止燃料电池成为高电位，还抑制电解质膜的劣化。另外在燃料电池会因残留在燃料电池系统内而发生交叉泄漏现象产生逆电流，从而电解质膜会劣化。为此，日本特开2005-327492号公报提出了这样一种技术：通过对怠速停止中的燃料电池供应低流量的氧化剂气体，来减少滞留在电解质膜附近的氧量，从而抑制与氢之间的反应，抑制电解质膜的劣化。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种怠速系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供一种怠速系统，包括燃料反应电堆、燃料供应管路、氧化剂供应管路和控制器；所述燃料供应管路与所述燃料反应电堆连通，用于将燃料输送到所述燃料反应电堆的阳极；所述氧化剂供应管路与所述燃料反应电堆连通，用于将氧化剂输送到所述燃料反应电堆的阴极，所述氧化剂供应管路包括空压机和喷射器，所述空压机与所述喷射器连通，所述喷射器用于将氧化剂喷射进入所述燃料反应电堆的阴极；所述燃料反应电堆的阴极设置循环管路，所述循环管路包括并联设置的第一支路和第二支路，所述第一支路的的出气端与所述空压机的进气端连通，所述第二支路的出气端与所述喷射器的进气端连通；所述空压机和喷射器均与所述控制器通信连接。

具体地，所述控制器用于根据车辆运行状态控制所述怠速系统做出相应的运行模式。

进一步地，所述燃料供应管路包括依次设置的燃料供应装置、压力控制阀和流量控制阀，所述压力控制阀和流量控制阀均与所述控制器连接，所述燃料供应装置用于提供燃料进入燃料供应管路，所述压力控制阀用于调整管路中燃料的压力情况，所述流量控制阀用于调整管路中燃料的浓度状态。