[发明专利]一种适用于高空作业的燃料电池系统

权利要求书

1.一种适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，包括氧气分离装置（3）、空压机（2）、调节阀（9）、循环装置（8）、电堆（5）和控制器（10）；其中，

氧气分离装置的氧气出口经空压机（2）与调节阀（9）的输入端一连接，其氮气出口与调节阀（9）的输入端二连接；电堆（5）的空气入口与调节阀（9）的输出端连接，空气尾气出口经循环装置（8）接其所述空气入口；

控制器（10），用于启动后先对氧气分离装置（3）执行加热以快速制备氧气，再启动空压机（2），并根据当前时刻的大气压力控制调节阀（9）达到匹配的开度，然后启动循环装置（8），在电堆（5）的空气尾气压力达到设定值后，关闭调节阀（9）的输入端二，以保证入堆气体的氧分压始终超过设定分压。

2.根据权利要求1所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，所述氧气分离装置（3）中的高透膜采用含钡钙钛矿氧化物材质。

3.根据权利要求1或2所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，所述控制器（10）进一步包括：

数据采集单元，用于获取当前时刻的大气压力、空气尾气压力，发送至数据处理与控制单元；

数据处理与控制单元，用于启动后先对氧气分离装置（3）执行加热至设定温度以快速制备氧气，再启动空压机（2），并根据当前时刻的大气压力控制调节阀（9）达到设定开度，然后启动循环装置（8），在电堆（5）的空气尾气压力达到设定值后，关闭调节阀（9）的输入端二，以保证入堆气体的氧分压始终超过设定分压。

4.根据权利要求3所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，所述数据采集单元进一步包括：

温度传感器，设于氧气分离装置（3）内部，用于获取氧气分离装置（3）内环境温度；

空气流量计（1），设于氧气分离装置（3）的入口处，用于获取获取当前时刻空气的瞬时流量；

大气压力传感器，设于电堆（5）外部，用于获取当前时刻的大气压力；

气体压力传感器（7），设于循环装置（8）的入口管道内部上，用于获取进入循环装置（8）内的空气尾气压力。

5.根据权利要求4所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，所述数据处理与控制单元执行如下程序：

接收到用户的启动指令后，获取当前时刻的大气压力；

控制氧气分离装置（3）执行加热，在加热过程中，实时监测氧气分离装置（3）内温度，在其达到设定温度后，通入空气以进行氧气分离；

启动空压机（2），根据当前时刻的大气压力控制调节阀（9）达到设定开度；

启动循环装置（8），监测进入循环装置（8）内的空气尾气压力，在该空气尾气压力达到设定值后，关闭调节阀（9）的输入端二，通过调节阀（9）的输入端一通入纯氧，以保证入堆气体的氧分压始终超过设定分压。

6.根据权利要求5所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，还包括密封阀（4）；其中，

所述密封阀（4）的一端悬置，另一端与氧气分离装置（3）的氮气出口连接，控制端与控制器（10）的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，所述数据处理与控制单元还执行如下程序：

在关闭调节阀（9）的输入端二后，打开密封阀（4），以将氮气连续不断地持续送出。

8.根据权利要求6或7所述的适用于高空作业的燃料电池系统，其特征在于，还包括排水排气阀（6）；其中，

电堆（5）的空气尾气出口一路经循环装置（8）接其所述空气入口，另一路接排水排气阀（6）；

所述排水排气阀（6）的控制端与控制器（10）的输出端连接。