[发明专利]一种燃料电池系统及其阳极氢气浓度评估方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，所述燃料电池系统，包括电堆（6）、主氢气控制阀（4）、辅氢气控制阀（5）、氢回流驱动装置（9）、氢气入堆压力传感器（13）、控制器（12）和尾排阀（11），所述电堆（6）设置有氢气入堆口和阳极出口，所述主氢气控制阀（4）的出口连接所述氢回流驱动装置（9）的入口，所述主氢气控制阀（4）的入口与所述辅氢气控制阀（5）的入口连接，所述辅氢气控制阀（5）的出口连接所述氢气入堆口，所述辅氢气控制阀（5）与所述主氢气控制阀（4）及所述氢回流驱动装置（9）并联，所述氢气入堆压力传感器（13）设置在所述氢气入堆口之前的管路上，所述尾排阀（11）设置在所述阳极出口的管路上，所述主氢气控制阀（4）、所述辅氢气控制阀（5）、所述氢气入堆压力传感器（13）、所述尾排阀（11）均与所述控制器（12）通信连接；

所述方法包括如下步骤：

S1.建立适应阳极氢气浓度评估方法的燃料电池阳极系统架构及控制原则；

S2.燃料电池阳极出口氢气混合气气体中的气态水含量的估算；

S3.建立阳极出口氢气混合气成分与主氢气控制阀（4）和辅氢气控制阀（5）占空比变化的关系；

S4.通过监测排气吹扫过程阶段主氢气控制阀（4）和辅氢气控制阀（5）占空比反推燃料电池阳极氢气浓度状态。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，还包括分水结构（7），所述分水结构（7）设置在所述阳极出口的管路上。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，所述尾排阀（11）设置在所述分水结构（7）的上游，所述尾排阀（11）与所述分水结构（7）的第一出口连接。

4.根据权利要求2所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，还包括储液腔体（8），所述储液腔体（8）设置在所述分水结构（7）的下方，且与所述分水结构（7）的第二出口连接。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，还包括排水阀（10），所述排水阀（10）设置在所述储液腔体（8）的上游，所述排水阀（10）与所述储液腔体（8）的出口连接，且所述排水阀（10）与所述控制器（12）通信连接。

6.根据权利要求2所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，还包括氢气出堆温度传感器（14）和氢气出堆压力传感器（15），所述氢气出堆温度传感器（14）设置在所述分水结构（7）上，所述氢气出堆压力传感器（15）设置在所述分水结构（7）的第一出口处，且所述氢气出堆温度传感器（14）和所述氢气出堆压力传感器（15）均与所述控制器（12）通信连接。

7.根据权利要求1所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，还包括储氢装置（1）、减压阀（2）和安全阀（3），所述主氢气控制阀（4）的入口与所述辅氢气控制阀（5）的入口均与所述储氢装置（1）连接，所述减压阀（2）和所述安全阀（3）依次连接在所述储氢装置（1）的下游管路上，所述主氢气控制阀（4）的进口和所述辅氢气控制阀（5）的进口均与所述安全阀（3）的出口连接。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，所述氢回流驱动装置（9）为引射器。

9.根据权利要求2所述的燃料电池系统的阳极氢气浓度评估方法，其特征在于，所述分水结构（7）为气液分离器。