[实用新型]一种燃料电池供氢稳压系统

说明书

本实用新型涉及一种燃料电池供氢稳压系统，所述燃料电池中电堆的氢气入口与进氢管路连接，所述进氢管路上设置比例阀和进氢电磁阀，所述稳压系统包括稳压旁路，所述稳压旁路的一端与氢气源连接，另一端连通所述进氢电磁阀出口处的管路，所述稳压旁路上依次设有减压阀和旁路电磁阀。采用本实用新型的系统，当氢气入口压力出现波动时，利用机械减压阀供氢压力稳定的特性，实现稳压的作用，可并联多路旁通供氢管路，满足不同压力需求的条件。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池供氢稳压系统。

背景技术

传统的动力装置，包括汽油机、柴油机等，均需要通过燃烧的方式，将化学能转化为热能，将热能再转化为机械能，在转化的过程中，会释放出COx，NOx，SOx等有害气体及PM颗粒等污染物，热效率低，且污染环境。氢燃料电池，是利用电解水的逆反应，把氢气和氧气分别供给阳极和阴极，氢气在催化剂作用下，放出电子，氢离子通过质子交换膜流向阴极，而电子通过外循环到达阴极，从而产生电流，氢离子在阴极和氧、电子结合而产生水。氢燃料电池产生电的过程，是电化学反应，直接将化学能转换为电能，整个过程的最终产物是水。氢燃料电池是无污染、无噪声、高效率的新能源，具有极大的发展潜力。

目前燃料电池供氢系统通常采用比例阀的方案，其通过调节自身开度，对氢气的压力和流量进行调控。当燃料电池处于排气、排水、加载等工作状态时，燃料电池系统对氢气的需求量会出现瞬间的陡升，从而导致氢气压力出现较大的波动，当氢气压力波动较大时，会严重影响燃料电池电堆内部水平衡状态，导致燃料电池电堆性能下降，甚至可能由于氢腔压力与空腔、水腔压力压差过大而导致电堆损坏或是引发系统故障，这对比例阀的控制策略和控制精度提出了极高的要求，大大提高了成本。

因此，本领域急需一种更加简单的燃料电池供氢稳压系统。

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燃料电池供氢稳压系统。

为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种燃料电池供氢稳压系统，所述燃料电池中电堆的氢气入口与进氢管路连接，所述进氢管路上设置比例阀和进氢电磁阀，所述稳压系统包括稳压旁路，所述稳压旁路的一端与氢气源连接，另一端连通所述进氢电磁阀出口处的管路，所述稳压旁路上依次设有减压阀和旁路电磁阀。本申请在正常运行时利用比例阀进行氢气压力的调控，当燃料电池系统氢气压力需求陡增时，利用旁通机械减压阀进行快速补充，缓冲压力波动，因此本申请的稳压系统对比例阀的控制精度要求较低，且稳压效果好。

在第一方面的一种实施方式中，所述减压阀为机械减压阀。机械减压阀是一种常规的被动式减压装置，其特点是压力控制极为稳定，响应极为快速，且其不需要额外的控制程序。

在第一方面的一种实施方式中，所述稳压系统包括1～5条稳压旁路。由于机械减压阀无法随意调节不同的压力值，所以为了满足燃料电池电堆在不同工作条件下对不同供氢压力的需求，设置多条稳压旁路，根据需求开启对应的数量。

在第一方面的一种实施方式中，所述稳压系统设有控制器，所述控制器与旁路电磁阀连接并用于控制旁路电磁阀的开闭。

在第一方面的一种实施方式中，所述电堆的氢气入口设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接，并将氢气入口处的氢气压力信号传递给控制器。常规工况下，由比例阀进行供氢调节，控制器控制旁路电磁阀关闭，稳压旁路基本没有流量。当燃料电池系统对氢气压力需求出现陡增时，即电堆氢气进口处的压力小于设定压力，而且比例阀无法及时调整，压力传感器将压力信号传递给控制器，控制器根据实时压力与设定压力之间的差值，计算得出需要开启几条稳压旁路，然后控制对应稳压旁路的旁路电磁阀打开，机械减压阀瞬间响应，通过稳压旁路补充额外的氢气，以达到稳定供氢压力的作用。通过增加多路旁通供氢管道，设置不同压力的机械减压阀，以满足燃料电池系统对不同氢气压力的需求。