[发明专利]一种燃料电池气体供应系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池气体供应系统及控制方法，该系统包括燃料电池堆、连接于燃料电池堆的氢气供应单元和连接于燃料电池堆的空气供应单元，空气供应单元包括空气压缩机、第一三通阀、第一电磁阀、涡轮、第一气液分离器；空气压缩机、第一三通阀、第一电磁阀、燃料电池堆的空气进口、燃料电池堆的空气出口、涡轮机和第一气液分离器依次连通；氢气供应单元包括氢罐、降压阀、第二三通阀、第三三通阀、第二气液分离器、干燥器和循环氢泵；氢罐、降压阀、燃料电池堆的氢气进口、燃料电池堆的氢气出口连通、第二三通阀、第三三通阀、循环氢泵依次连接。本发明能够通过控制燃料电池气体供应系统，来保障燃料电池在低温等极端环境下的正常工作。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池气体供应系统及控制方法。

背景技术

随着对氢燃料电池在汽车上的应用，目前对于氢燃料电池的研究也不断深入。

质子交换膜燃料电池的工作受温度和电池内水平衡影响较大，在低温状态下，燃料电池不仅发电效率低下，使用寿命还会受到严重影响。因而，现有技术中，在停机之前，通过吹扫来实现将燃料电池中的水分排出，然而仅通过空气吹扫，难以将阳极的水分清除。若在低温环境下停机，燃料电池内残留的水分会在低温下结冰，而导致氢燃料电池损坏。

燃料电池气体供应系统包括氢气供应单元和空气供应单元，是氢燃料电池的重要构成部件之一，如何通过氢气供应单元和空气供应单元来保持燃料电池内的水热平衡，以及保障燃料电池在低温等极端环境下的正常工作，是本领域亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池气体供应系统及控制方法，以解决现有技术中的不足，它能够通过控制燃料电池气体供应系统，来保障燃料电池在低温等极端环境下的正常工作。

本发明提出了一种燃料电池气体供应系统，包括燃料电池堆、连接于燃料电池堆的氢气供应单元和连接于燃料电池堆的空气供应单元，其中：

所述空气供应单元包括空气压缩机、第一三通阀、第一电磁阀、涡轮、第一气液分离器；

所述空气压缩机、所述第一三通阀、所述第一电磁阀、所述燃料电池堆的空气进口、所述燃料电池堆的空气出口、所述涡轮机和所述第一气液分离器依次连通；

所述氢气供应单元包括氢罐、降压阀、第二三通阀、第三三通阀、第二气液分离器、干燥器和循环氢泵；所述氢罐、所述降压阀、所述燃料电池堆的氢气进口、所述燃料电池堆的氢气出口连通、所述第二三通阀、所述第三三通阀、所述循环氢泵依次连接；且所述循环氢泵的出口与燃料电池堆的氢气进口连通；

所述第二三通阀、所述第二气液分离器、所述干燥器和所述第三三通阀依次连通，形成除水支路；所述涡轮与所述循环氢泵传动连接。

如上所述的燃料电池气体供应系统，其中，可选的是：还包括水供应单元，所述水供应单元包括水箱、水泵、第一加湿器、第二加湿器、第二电磁阀和第三电磁阀；

所述水箱与所述第一气液分离器的排水管、所述第二气液分离器的排水管和所述水泵的进水管均连通；

所述第一加湿器串接在所述燃料电池堆的氢气进口与所述降压阀之间；且所述第一加湿器的进水口与所述水泵的出水口连通；所述第二电磁阀安装在连接所述第一加湿器的进水口的管路上；

所述第二加湿器串接在所述燃料电池堆的空气进口与所述第一电磁阀之间；且所述第二加湿器的进水口与所述水泵的出水口连通；所述第三电磁阀安装在连接所述第二加湿器的进水口的管路上。

如上所述的燃料电池气体供应系统，其中，可选的是：所述空气供应单元还包括散热管，所述散热管串接在所述第一三通阀与所述第一电磁阀之间的管路上；所述散热管由导热材料制成，所述散热管的外周设有第一散热翅片，所述散热管的内壁设有第二散热翅片；