[发明专利]一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置

权利要求书

1.一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置，其特征在于，包括引射器部件、机械泵部件、弹簧阀部件、气液分离部件、第一压力传感器和控制单元，其中：所述气液分离部件用于将燃料电池堆的出口排出的气体引入至气液分离部件中；所述气液分离部件的第一循环气出口和第二循环气出口分别与引射器部件的循环气入口和机械泵部件的循环气入口连接；所述引射器部件的出口与燃料电池堆的入口连接，所述机械泵部件的出口连接至所述引射器部件的出口和引射器部件的循环气入口之间；所述第一循环气出口处设置有用于对引射器部件和机械泵部件的工作状态进行无级切换控制的弹簧阀部件；所述第一压力传感器用于测量所述引射器部件的出口处的压力值；所述控制单元被配置为：根据燃料电池堆的工作区间以及第一压力传感器反馈的压力值控制机械泵部件，使所述引射器部件的出口处的压力值等于燃料电池堆入口所需的压力值；还包括第二压力传感器和第三压力传感器，所述第二压力传感器和第三压力传感器分别用于测量引射器部件的高压氢气入口和气液分离部件的循环气入口处的压力；

所述工作区间根据引射器部件的引射性能被划分为高功率区间、中功率区间和低功率区间；燃料电池堆处于高功率区间时，机械泵部件处于关闭状态，引射器部件单独工作泵送循环气体；燃料电池堆处于中功率区间时，机械泵部件和引射器部件同时工作泵送循环气体；燃料电池堆处于低功率区间时，机械泵部件单独工作泵送循环气体。

2.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置，其特征在于，所述弹簧阀部件能够根据引射器部件泵送的循环气流量的变化自动控制开度。

3.根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置，其特征在于，所述引射器部件的高压氢气入口处设置有用于供给高压氢气的喷氢阀。

4.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置，其特征在于，当引射器部件的引射性能完全满足燃料电池堆需求时，燃料电池堆处于高功率区间；当引射器部件的引射性能不能满足燃料电池堆需求时，燃料电池堆处于中功率区间；当引射器部件的引射性能降低至完全失效时，燃料电池堆处于低功率区间。

5.根据权利要求4所述的一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置，其特征在于，所述控制单元被配置为：判断当前燃料电池堆的工作区间，若燃料电池堆工作在中功率区间或低功率区间，则根据第一压力传感器反馈的压力值对机械泵部件的启闭和转速进行控制，使引射器部件的出口处压力值等于燃料电池堆的入口所需的压力值。

6.根据权利要求3所述的一种用于氢燃料电池系统的一体式氢循环装置，其特征在于，所述气液分离部件、机械泵部件位于所述引射器部件的同一侧。