[发明专利]一种控制燃料电池组的控制方法

说明书

本申请涉及一种控制燃料电池组的控制方法，其包括氢气供应管路、空气供应管路、燃料电池堆、压力传感器以及比例阀；压力传感器至少有两个，且分设于氢气供应管路的出口和空气供应管路的出口；比例阀至少有两个且分设于氢气供应管路的出口以及空气供应管路的出口，并分别与其对应的压力传感器连接，比例阀根据压力传感器的信号自动调节开闭程度，使即将进入燃料电池堆的氢气和空气压力恒定。本申请具有使即将进入燃料电池堆的空气和氢气压力稳定的效果。

技术领域

本申请涉及燃料电池的领域，尤其是涉及一种控制燃料电池组的控制方法。

背景技术

电化学燃料电池是一种能够将氢及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。该装置的内部核心部件是膜电极(MembraneElectrodeAssembly，简称MEA)，膜电极(MEA)由一张质子交换膜、膜两面夹两张多孔性的可导电的材料，如碳纸组成。在膜与碳纸的两边界面上含有均匀细小分散的引发电化学反应的催化剂，如金属铂催化剂。膜电极两边可用导电物体将发生电化学发应过程中生成的电子，通过外电路引出，构成电流回路。

在采用氢气、空气(氧气)地质子交换膜燃料电池中，阳极反应与阴极反应可以用以下方程式表达：

阳极反应：H2→2H++2e

阴极反应：1/2O2+2H++2e→H2O

一个典型电池组通常包括：(1)燃料及氧化剂气体的导流进口和导流通道，将燃料(如氢气、甲醇或甲醇、天然气、汽油经重整后得到的富氢气体)和氧化剂(主要是氧气或空气)均匀地分布到各个阳极、阴极面的导流槽中；(2)冷却流体(如水)的进出口与导流通道，将冷却流体均匀分布到各个电池组内冷却通道中，将燃料电池内氢、氧电化学放热反应生成的热吸收并带出电池组进行散热；(3)燃料与氧化剂气体的出口与相应的导流通道，燃料气体与氧化剂气体在排出时，可携带出燃料电池中生成的液、汽态的水。通常，将所有燃料、氧化剂、冷却流体的进出口都开在燃料电池组的一个端板上或两个端板上。

针对上述中的相关技术，发明人认为：对于目前这种较高压力运行的燃料电池堆，燃料电池堆与流体之间一般是通过调节减压阀来使空气/氢气压力符合工作压力的需要。而目前普遍采用的减压阀有以下缺点：由于燃料电池的工作状态变化较大，例如较大功率输出或很小功率输出，减压阀往往较难实现自动调压，很难达到供气压力始终稳定的目的。

发明内容

为了能够保持供气压力的稳定，本申请提供一种控制燃料电池组的控制方法。

本申请提供的一种控制燃料电池组的控制方法，采用如下的技术方案：

一种控制燃料电池组的控制方法，包括氢气供应管路、空气供应管路、燃料电池堆、压力传感器以及比例阀；

压力传感器至少有两个，且分设于氢气供应管路的出口和空气供应管路的出口；

比例阀至少有两个且分设于氢气供应管路的出口以及空气供应管路的出口，并分别与其对应的压力传感器连接，比例阀根据压力传感器的信号自动调节开闭程度，使即将进入燃料电池堆的氢气和空气压力恒定；

还包括以下步骤：

1）根据燃料电池功率需求，确定燃料电池堆所需输出电流；

2）根据所述所需输出电流，确定燃料电池堆入口处所需空气压力以及所需空气流量，根据所述所需空气压力和所需空气流量对空气供应管路进行调节；

3）根据输出电流确定燃料电池堆入口处的所需氢气-空气预设压差范围，确定燃料电池堆入口处所需氢气压力，并对氢气供应管路进行调节，使燃料电池堆入口处的氢气-空气压差落在所述氢气-空气预设压差范围内；

4）燃料电池堆启动。

通过采用上述技术方案，比例阀调节进入燃料电池堆的氢气和空气压力，比例阀是通过脉冲控制阀门高频率开关，根据进入燃料电池堆的氢气和空气压力调节电磁比例阀的开关次数，使进入燃料电池堆的氢气和空气压力精确在预设值上，通过压力传感器给出的信号实时反馈并作出执行动作，能够实现实时自动调压，使即将进入燃料电池堆的空气于氢气压力保持稳定。