[实用新型]一种质子交换膜燃料电池压力控制系统

说明书

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池压力控制系统，包括电堆、压力调节组件、控制器以及分别与电堆连接的氢气通路和空气通路，所述的空气通路上设置空气压力传感器，所述的压力调节组件安装于氢气通路上，所述的控制器分别与空气压力传感器、氢气通路和压力调节组件连接，用于控制氢气通路的电堆氢气进口端压力，与现有技术相比，本实用新型具有延长电堆寿命等优点。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种质子交换膜燃料电池压力控制系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池的H₂作为电堆阳极燃料需要消耗，同时阴极的O₂也需要在电堆发电过程中源源不断地消耗。因此为了保证电化学反应的正常运行，需要在H₂与空气入口端施加适当的压力。传统的电堆压力基本保持为满足电堆额定功率的额定压力值。由于负载功率多是随时间而变化，很多时间内未能达到电堆额定功率，此时电化学反应不需要达到额定压力值即可维持，如果还是保持额定压力，对电堆反而有不利的影响，同时电堆功率较小而空气端压力相对较大，对保持电堆一定的湿度也不好。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种延长电堆寿命的质子交换膜燃料电池压力控制系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种质子交换膜燃料电池压力控制系统，包括电堆、压力调节组件、控制器以及分别与电堆连接的氢气通路和空气通路，所述的空气通路上设置空气压力传感器，所述的压力调节组件安装于氢气通路上，所述的控制器分别与空气压力传感器、氢气通路和压力调节组件连接，用于控制氢气通路的电堆氢气进口端压力。

进一步地，所述的压力调节组件包括第一氢气压力传感器、氢气回收泵以及分别与氢气通路连接的氢气入口缓冲罐和氢气出口回收罐，所述的氢气回收泵设置于氢气入口缓冲罐和氢气出口回收罐之间，所述的第一氢气压力传感器安装于氢气入口缓冲罐上。

进一步地，所述的氢气通路包括压力调节阀和排氢阀，所述的压力调节阀与电堆的氢气入口端连接，所述的排氢阀与电堆的氢气出口端连接。

进一步地，所述的氢气入口缓冲罐设置于压力调节阀与电堆之间，所述的氢气出口回收罐设置于排氢阀之后。

进一步地，所述的控制器分别与空气压力传感器、压力调节阀和第一氢气压力传感器。

更进一步地，所述的压力调节组件还包括第二氢气压力传感器，所述的第二氢气压力传感器安装于氢气出口回收罐上，所述的第二氢气压力传感器和氢气回收泵分别与控制器连接。

进一步地，所述的空气通路包括堆空压机和空气背压阀，所述的堆空压机与电堆的空气入口端连接，所述的空气背压阀与电堆的空气出口口端连接。

进一步地，所述的空气压力传感器设置于堆空压机与电堆之间。

更进一步地，所述的压力调节组件还包括排水阀，所述的排水阀与氢气出口回收罐连接，并与控制器连接。

更进一步地，所述的空气通路还包括空气流量传感器，所述的空气流量传感器设置于堆空压机与电堆之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型设置氢气压力调节组件，将控制器分别与空气通路的空气压力传感器、氢气通路和压力调节组件连接，能够根据空气通路的空气压力传感器获取空气通路压力大小，从而调整氢气通路压力大小，可以保证电堆氢气入口端的压力与空气通路的空气压力传感器的数值相近，改进了常规质子交换膜燃料电池系统的压力控制方法，由恒定压力模式改为变压力调节模式，消除了前者的缺点，既保证了电堆阳极与阴极两端压力的平衡，也不致在功率较小时让电堆承受相对较大的压力，延长了电堆运行寿命；