[发明专利]燃料电池系统及其气体供给方法和气体供给装置

权利要求书

1.一种燃料电池系统的气体供给方法，其特征在于，包括步骤：

启动时检测电堆的氢气侧的压力p_a；

若p_a不小于目标压力值，则直接向所述氢气侧供给氢气；若p_a小于所述目标压力值，则用氢气置换所述氢气侧的气体；

在所述步骤：启动时检测电堆的氢气侧的压力p_a之前，还包括步骤：

停机后，将所述电堆的氢气侧和空气侧与外界环境隔离；

向所述氢气侧补给氢气；

其中，所述目标压力值为

T_su为启动时所述电堆的温度，p_{a_su}为启动时所述氢气侧的供给压力，p_a0为氢气补给完成时所述氢气侧的压力，T₀为氢气补给完成时所述电堆的温度,x为氢气渗透速率相对于氮气渗透速率的倍数，C为启动时所述氢气侧所需的最低氢气浓度。

2.根据权利要求1的所述的气体供给方法，其特征在于，所述步骤：用氢气置换所述氢气侧的气体，其中，排至外界环境的气体中氢气的浓度不超过设定浓度值。

3.根据权利要求2所述的气体供给方法，其特征在于，所述步骤：用氢气置换所述氢气侧的气体，具体包括步骤：

向所述氢气侧供给压力为p_purge的氢气；

打开所述氢气侧的氢腔排气管，将外界空气引入与所述氢腔排气管连通的混合排气管；

若置换时长到达设定时长，则关闭所述氢腔排气管；

关闭所述氢腔排气管后向所述氢气侧供给压力为p_{a_su}的氢气。

4.根据权利要求3所述的气体供给方法，其特征在于，通过系统模型仿真或台架实验，确定不同p_a下所需的所述置换时长；并利用空压机将外界空气引入所述混合排气管。

5.根据权利要求3所述的气体供给方法，其特征在于，所述步骤：将外界空气引入混合排气管，具体包括步骤：

调节空气组合阀，打开空气旁通管；

其中，所述空气旁通管与所述混合排气管连通，所述空气侧的空气进气管通过所述空气组合阀与所述空气旁通管连接。

6.一种燃料电池系统的气体供给装置，其特征在于，包括：

氢气压力传感器，用于检测电堆的氢气侧的压力p_a；

氢气供给装置，用于向所述氢气侧供给氢气；

第一控制器，若启动时p_a不小于目标压力值，则用于控制所述氢气供给装置向所述氢气侧供给氢气；若启动时p_a小于所述目标压力值，则用于控制氢气置换所述氢气侧的气体；

第二控制器，停机后用于控制所述电堆的氢气侧和空气侧与外界环境隔离；

第三控制器，用于控制所述氢气供给装置向所述氢气侧补给氢气；

其中，所述目标压力值为

T_su为启动时所述电堆的温度，p_{a_su}为启动时所述氢气侧的供给压力，p_a0为氢气补给完成时所述氢气侧的压力，T₀为氢气补给完成时所述电堆的温度,x为氢气渗透速率相对于氮气渗透速率的倍数，C为启动时所述氢气侧所需的最低氢气浓度。

7.根据权利要求6的所述的气体供给装置，其特征在于，若p_a小于所述目标压力值，则所述第一控制器用于控制氢气置换所述氢气侧的气体，且，所述第一控制器用于控制排至外界环境的气体中氢气的浓度不超过设定浓度值。