[发明专利]一种燃料电池发动机的空气供气系统及控制方法有效

专利信息
申请号: 202110316064.2 申请日: 2021-03-24
公开(公告)号: CN112928307B 公开(公告)日: 2022-08-02
发明(设计)人: 夏冬冬;张超;管俊生;陶安文;王文智;戴俊 申请(专利权)人: 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司
主分类号: H01M8/04082 分类号: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/04303;H01M8/04746
代理公司: 苏州睿昊知识产权代理事务所(普通合伙) 32277 代理人: 马小慧
地址: 215300 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 燃料电池 发动机 空气 供气 系统 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种燃料电池发动机的空气供气系统,其特征在于:包括燃料电池堆、供气管路、外排管路和重组气体循环管路,其中:

所述供气管路包括与所述燃料电池堆连接的进气管路和出气管路,所述进气管路按照气体流动方向依次设有空压机和增湿器,所述增湿器通过所述进气管路和所述出气管路与所述燃料电池堆连接,所述增湿器还连接所述外排管路,所述空压机连接有空压机控制器;

所述外排管路上设有第二电子节气门;

所述重组气体循环管路一端连接所述空压机的进气端,所述重组气体循环管路另一端连接于所述增湿器与所述第二电子节气门之间的所述外排管路上,所述重组气体循环管路按照气体流动方向依次设有第二水分离器和第一电子节气门;

所述第一电子节气门与所述第二水分离器之间的所述重组气体循环管路上还设有储气罐;

所述空压机的出气端与所述第二电子节气门的排气端之间还连接有保护管路,所述保护管路上设有第二电磁阀;

采用所述的燃料电池发动机的空气供气系统进行燃料电池发动机的空气供气控制,控制方法包括以下步骤:

S1:根据需求的空气流量,通过空压机控制器调节空压机转速,直到空气进堆流量和压力值接近预定的目标值,暂定空压机转速;

S2:判断该空压机转速下的进堆空气压力是否达到预定的目标值,如果未达到,调节空压机转速和第二电子节气门的开度,修正空气进堆流量和压力同时达到预定的空气参数;如达到,进入步骤S3;

S3:根据需求的空气湿度大小判断增湿器是否满足湿度供应要求,如未满足,观察进堆空气相对湿度大小,调节第一电子节气门的开度,直到接近预定的需求空气湿度;如满足,结束调节。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池发动机的空气供气系统,其特征在于:所述进气管路按照气体流动方向还依次设有第一电磁阀、第一水分离器、空气过滤网、空气流量计和化学过滤器,所述化学过滤器的出气端连接所述空压机的进气端,所述空压机与所述增湿器之间的所述进气管路上还设有中冷器,所述增湿器与所述燃料电池堆之间的所述进气管路和所述出气管路上还分别设有供气参数传感器。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池发动机的空气供气系统,其特征在于:所述燃料电池堆、供气管路、外排管路和重组气体循环管路均设置于同一保护外壳内。

4.如权利要求3所述的一种燃料电池发动机的空气供气系统,其特征在于:所述中冷器与所述增湿器之间的所述进气管路与所述保护外壳之间设有外壳吹扫管路,所述外壳吹扫管路上设有第三电磁阀,所述保护外壳出气端连接所述外排管路。

5.如权利要求1所述的一种燃料电池发动机的空气供气系统,其特征在于:步骤S2具体包括以下步骤:

S201:判断该空压机转速下的进堆空气压力是否达到预定的压力目标值,如果未达到,进入步骤S202;如达到,进入步骤S3;

S202:调节第二电子节气门的开度,直到进堆空气压力值接近预定的压力目标值;

S203:调节第二电子节气门引起的空气流量波动,通过同时微调修正空压机转速和第二电子节气门的开度,使得空气进气流量和压力同时满足预定的目标值。

6.一种燃料电池发动机的空气供气控制方法,其特征在于:采用权利要求1-4任一项所述的燃料电池发动机的空气供气系统,所述方法包括以下步骤:

在准备停机前,当空气进堆压力显示一定低压时,关闭第一电磁阀、第三电磁阀和第二电子节气门,打开第一电子节气门,储气罐中气体进入供气管路,停机后,由蓄电池供电空压机,使其低转速运行;

待残存电压降至安全值后,打开第二电子节气门,进行放气,空气进堆压力显示归零后,关闭第二电子节气门,关闭空气供气系统。

7.一种燃料电池发动机的空气供气控制方法,其特征在于:采用权利要求1-4任一项所述的燃料电池发动机的空气供气系统,所述方法包括以下步骤:

燃料发动机正常运行时,打开第三电磁阀,让压缩后的干空气吹扫入保护外壳的内腔。

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