[实用新型]燃料电池阳极控压系统

说明书

本实用新型提供一燃料电池阳极控压系统，其中所述燃料电池阳极控压系统包括一氢气供给装置、至少一燃料电池电堆以及一系统调压组件。所述氢气供给装置与所述燃料电池电堆相连通，所述燃料电池电堆具有一进气端和一尾排端，其中所述系统调压组件包括一调压阀、一缓压装置以及一尾排阀，其中所述调压阀和所述缓压装置被设置于所述燃料电池电堆的所述进气端，并且所述缓压装置位于所述调压阀和所述燃料电池电堆的所述进气端之间，所述尾排阀被设置于所述燃料电池电堆的所述尾排端，其中氢气由所述氢气供给装置经所述调压阀缓存于所述缓压装置，再由所述缓压装置输送至所述燃料电池电堆的所述进气端。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一燃料电池阳极控压系统。

背景技术

燃料电池是一种能将燃料和空气中氧化剂发生化学反应而转化成电能，它是对环境无污染并且是一种高效的发电装置，其工作环境一般不高于100℃，电化学反应产物生成的是液态水。

燃料电池反应产物中一部分随温度变成水蒸气，另一部分转化成液态的水，这两种形式的水通过电堆尾部的尾排阀以排放至外界，尾排阀也可以将一部分电堆反应产生的杂质排出至外界。在尾排时，尾气排放的瞬间，由于控制目标为压力控制，此时进入电堆的氢气压力出现一个较大值，在氢气压力波动下，压力控制出现较大偏差进而不稳定，从而容易产生超出允许范围的压力差。这样会严重影响到燃料电池电堆的使用寿命和电堆的工作稳定性。当电堆瞬时进气和尾排气情况下，电堆进出端的入口与预设值误差较大，甚至超出合理范围，导致电堆工作不稳定。特别地，当燃料电池的电堆突加载(增加电流模式)压差超过设定的压差范围时，或者当所述电堆突减载(减小电流模式)压差超过设定的压差范围时，所述燃料电池阳极供给系统由于供给不平衡造成燃料电池电堆工作异常。因此，在用气需求变化的情况下导致电堆进气端和系统设置电堆所需氢气压力之间压差较大，甚至影响燃料电池电堆的正常使用。

现有技术的燃料电池系统，特别是质子交换膜燃料电池在不同工况模式下控制进入电堆压力与电堆实际所需压力的大小精确到近似相等状态，使得需求压力与实际压力在不同工况下压差在最大程度上满足使用工况的一种质子交换膜燃料电池阳极控压系统及其工作控制方式。

实用新型内容

本实用新型的一个主要优势在于提供一燃料电池阳极控压系统，其中所述燃料电池阳极控压系统在不同工况模式下控制进入电堆压力与电堆实际所需压力的大小，以减小需求压力与实际压力之间的压差，有利于提高所述燃料电池工作稳定性。

本实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池阳极控压系统，其中所述燃料电池阳极控压系统包括一系统调压组件，其中所述系统调压组件被设置于所述燃料电池阳极侧，用于控制所述燃料电池工作过程中需求压力与实际压力之间的压差。

实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池阳极控压系统，其中所述燃料电池阳极控压系统的所述系统调压组件包括一调压阀、一缓冲装置以及一尾排阀，其中所述调压阀和所述缓冲装置被设置于所述燃料电池电堆的进气端，所述尾排阀被设置于所述燃料电池电堆阳极的尾排端，其中所述尾排阀以时间脉冲排放，并且调压阀在尾排阀排放之前给一个占空比补偿，之后在尾排阀工作结束之前取消这个占空比补偿，以平衡所述燃料电池阳极压差，提高工作稳定性。

实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池阳极控压系统，其中所述燃料电池阳极控压系统的所述电堆突加载(增加电流模式)压差超过设定的压差范围时尾排阀在压差范围外暂时停止工作；或是电堆突减载(减小电流模式)压差超过设定的压差范围时尾排阀在压差范围外暂时呈线性全开状态，有利于控制电堆在用气需求上并且在设定范围内保持电堆进气端和系统设置电堆所需氢气压力之间压差在一个很小的范围内。

实用新型的另一个优势在于提供一燃料电池阳极控压系统，其中所述燃料电池阳极控压系统的所述调压阀在所述尾排阀的排放时间关系作出补偿占空比的方式和缓冲装置联合作用，使得所述电堆进气端和系统电堆所需氢气压力之间波动范围值减小，在设定误差范围内或者两者之间压力更接近。