[发明专利]一种燃料电池低温运行停机吹扫方式

说明书

本发明公开了一种燃料电池低温运行停机吹扫系统及吹扫方式，系统包括燃料电池电堆、空压机、空气入口截止阀、空气出口截止阀、储氢瓶、氢气喷射器、排水阀、排气阀，所述燃料电池电堆的阳极吹扫入口与空压机相连接，所述阴极吹扫入口与空压机之间设置有空气入口截止阀，所述阴极吹扫出口与水汽排出管相连，所述阴极吹扫出口与水汽排出管之间设置有空气出口截止阀。本发明旨在解决现有的燃料电池系统低温环境下停机吹扫中系统过于复杂，以及因检测不准确导致吹扫不确定等问题。

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低温运行停机吹扫方式。

背景技术

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的发电装置。其工作原理是通过电化学反应把物质中的化学能转化为电能，并且燃料电池进行化学反应所需的物质由外部提供，只要不断供应燃料和氧化剂，燃料电池就能源源不断地输出电能和热能。简而言之，燃料电池就是一种能量转换装置。

燃料电池系统运行时电堆通过电化学反应在阴极侧产生水，停机时，需要将电堆阴极测的水吹干，避免电堆下次启动有水淹情况，保证正常启动。而且燃料气体一般为易燃易爆的氢气，燃料电池停机后，电堆中残余的氢气，容易造成着火或爆炸等安全事故，而在低温环境下，系统内部流道、气体扩散层或管路中的水凝结后产生冰，其膨胀作用导致燃料电池系统部件或燃料电池电堆产生机械损伤，因此，一般停机后需要对电堆进行吹扫。

现有技术中，有采用内阻检测吹扫方案，如中国专利CN111029623A公开了一种燃料电池吹扫装置及其控制方法，该方案中燃料电池和所述燃料电池吹扫装置设置在车辆上，主要包括控制单元、检测单元和吹扫单元，通过在控制单元设定内阻阈值，当车辆进入第一状态时，吹扫单元吹扫燃料电池，检测单元用于检测燃料电池的欧姆内阻，当燃料电池的欧姆内阻不小于设定的内阻阈值时，吹扫单元停止吹扫所述燃料电池。

还有采用了加热脱氧吹扫方案，如中国专利CN110854415A公开了公开一种燃料电池吹扫装置及其吹扫方法，该方案包括反应炉、三通阀、阳极吹扫阀和阴极吹扫阀；其中，反应炉能对空气进行脱氧处理；阴极吹扫阀的入口与反应炉的出口连通，阴极吹扫阀的出口与燃料电池的阴极及阳极吹扫阀的入口连通，阳极吹扫阀的出口与燃料电池的阳极连通；三通阀的两个出口分别与反应炉的入口及燃料电池的阴极入口连接。采用电加热反应炉，加热特定的脱氧剂，能对燃料电池的阳极和阴极分别进行吹扫。

对于上述的内阻检测吹扫方案，在燃料电池系统中增加了内阻检测单元，增加了燃料电池系统的复杂度。燃料电池内阻检测技术不成熟，检测精度存在一定的误差，所以整体的吹扫效果也存在很大的不确定性。而加热脱氧吹扫方案，增加了反应炉装置，从而在系统组成和控制方面都增加了燃料电池系统的复杂度。另外，由于存在空气加热装置和过程，燃料电池系统在安全方面也存在一定的隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种燃料电池低温运行停机吹扫方式，旨在解决现有的燃料电池系统低温环境下停机吹扫中系统过于复杂，以及因检测不准确导致吹扫不确定等问题。

本发明采取以下技术方案实现上述目的：

一种燃料电池低温运行停机吹扫系统，包括燃料电池电堆、空压机、空气入口截止阀、空气出口截止阀、储氢瓶、氢气喷射器、排水阀、排气阀，

所述燃料电池电堆的阴极吹扫入口与空压机相连接，所述阴极吹扫入口与空压机之间设置有空气入口截止阀，所述阴极吹扫出口与水汽排出管相连接，所述阴极吹扫出口与水汽排出管之间设置有空气出口截止阀，

所述燃料电池电堆的阳极吹扫入口与储氢瓶相连接，所述阳极吹扫入口与储氢瓶之间设置有氢气喷射器，所述阳极吹扫出口连接有第一分支管、第二分支管、第三分支管，所述第一分支管、第二分支管分别与水汽排出管相连，所述第一分支管上设置有排水阀，所述第二分支管上设置有排气阀，所述第三分支管与氢气喷射器相连接。