[发明专利]一种燃料电池能量回收系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池能量回收系统及控制方法，其中一种燃料电池能量回收系统包括回收单元、燃料反应单元和冷却单元，回收单元包括首次回收模块和二次回收模块，首次回收模块包括一级膨胀端、空气压缩机和第二传感器，一级膨胀端为电动可调式膨胀端，使系统在低速、中速、高速阶段能够有效的回收燃料电池尾排气中的能量，二次回收模块包括二级膨胀端、发电机和第一传感器，冷却单元包括第三传感器。本发明还公开了一种燃料电池能量回收系统的控制方法，通过系统中的传感器及特殊结构设计能够实现整个系统能量的精细管理。

技术领域

本发明涉及燃料电池能量回收技术领域，特别是一种燃料电池能量回收系统及控制方法。

背景技术

随着能源匮乏及环境问题的凸显，排放法规加严，燃料电池技术正逐步受到越来越多的关注，氢燃料电池是一种把化学能直接转换成电能的化学装置，又称为化学发生器，其工作原理是将氢和氧反应的化学能转换为电能的装置，氢燃料电池技术被认为是交通能源动力转型的重要环节而备受重视，质子交换膜燃料电池是目前燃料电池家族中最为成熟的代表，它以氢气和空气(空气中的氧气)做燃料发生电化学反应，将燃料的化学能直接转换成电能的装置，反应生成水，它兼备无污染、高效率、适用广等优点，很可能称为传统内燃机之后车辆的主要动力源之一。

空气压缩机是燃料电池系统供气系统最核心的零部件，目前，燃料电池空气压缩机主要是单级增压器、或两级增压系统，但是这两种技术方案都给燃料电池系统带来了巨大的寄生功耗，系统不能够有效的利用燃料电池堆反应产物、热量、压力等能量，制约了燃料电池系统甚至是整车的效率提升，现在部分已经有了带膨胀端系统来对电堆的尾排气能量进行回收，但很少产品化。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的燃料电池能量回收系统及控制方法中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种燃料电池能量回收系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池能量回收系统，其包括回收单元，其包括，首次回收模块，其包括一级膨胀端、空气压缩机和第一旁通阀，所述一级膨胀端与所述空气压缩机进行同轴连接，所述第一旁通阀连接在所述一级膨胀端的两端，所述一级膨胀端为电动可调式膨胀端；以及，二次回收模块，其包括二级膨胀端、发电机和第二旁通阀，所述二级膨胀端与所述一级膨胀端进行连接，所述发电机与所述二级膨胀端进行同轴连接，所述第二旁通阀连接在二级膨胀端的两端。

作为本发明所述燃料电池能量回收系统的一种优选方案，其中：所述二次回收模块还包括，第一三通阀，与所述一级膨胀端进行连接；换热器，其一端与所述第一三通阀进行连接，另一端与所述二级膨胀端进行连接；以及，第一传感器，设置于所述二级膨胀端的上游。

作为本发明所述燃料电池能量回收系统的一种优选方案，其中：所述首次回收模块还包括第二传感器，设置于所述第一三通阀的上游。

作为本发明所述燃料电池能量回收系统的一种优选方案，其中：所述空气压缩机包括，电机，与所述空气压缩机和一级膨胀端进行连接；以及，电机控制器，与所述电机进行连接。

作为本发明所述燃料电池能量回收系统的一种优选方案，其中：还包括燃料反应单元，其包括，空气供应模块，其包括空气过滤器、中冷器和加湿器，所述空气过滤器与所述空气压缩机进行连接，所述中冷器与所述空气压缩机进行连接，所述加湿器与所述中冷器进行连接。

作为本发明所述燃料电池能量回收系统的一种优选方案，其中：所述燃料反应单元还包括电堆模块，其包括，电堆膜极，与所述加湿器进行连接；储氢瓶，与所述电堆膜极进行连接；循环泵，分别与所述电堆膜极、所述储氢瓶进行连接；以及，逆变器，与所述电堆膜极进行连接。