低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统技术方案

本发明专利技术涉及一种低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，属于燃料电池堆技术领域。该系统包括储氢罐、一级减压阀、二级低压减压阀、二级高压减压阀、电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆。提升燃料电池堆在高负载工况下的氢气供给响应速度和燃料电池堆的动态性能，避免因快速加载而导致氢气供给不足，从而影响燃料电池堆的动态性能、电压波动和工作效率。本发明专利技术主要采用减压阀、电磁阀和气体缓冲器来实现。相比线性比例调压阀调节氢气压力的方法，本发明专利技术成本更低、压力调节速度更快。

【技术实现步骤摘要】
低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统
本专利技术属于燃料电池堆
，涉及低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统。
技术介绍
燃料电池堆工作时，提高氢气压力可增加燃料电池堆可逆电动势，改善燃料电池堆性能(如提高交换电流密度，降低活化过电位)，另外增加反应气体压力意味着催化层内反应物的浓度增大，这有利于电极物质传输。因而快速提高氢气压力可提高燃料电池堆的动态响应能力，同时避免氢气供给不足现象。模糊PID控制是PID算法与模糊控制理论相结合的一种控制理论。在现阶段常见的燃料电池堆系统中，氢气供给系统通常工作在恒压模式，但由于减压阀在大流量的工作情况下，输出端氢气压力会降低，而燃料电池堆在快速加载过程中会消耗大量氢气，从而引起部分单体或单体某些区域的氢气供应不足现象，严重影响燃料电池堆的动态性能，甚至其寿命。为增强燃料电池堆的动态响应，可在燃料电池堆快速功率加载前适当提高工作压力，且此压力也并不需要控制地非常准确。采用电控式线性比例调压阀调节氢气压力，硬件成本较高，调节速度较慢。本专利技术设计的快速氢气压力调节系统，通过控制电磁阀来实现燃料电池堆氢气入口压力的调节，并利用气体缓冲器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，其特征在于：该系统包括储氢罐、一级减压阀、二级低压减压阀、二级高压减压阀、电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆；所述储氢罐与一级减压阀的一端连接；所述一级减压阀的另一端分别与二级低压减压阀和二级高压减压阀的一端连接；所述二级低压减压阀和二级高压减压阀输出压力值不同；所述二级高压减压阀的另一端依次与电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆连接；所述二级低压减压阀的另一端连接在电磁阀和气体缓冲器之间；所述电磁阀与压力传感器之间还通过模糊PID进行控制。

【技术特征摘要】
1.低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，其特征在于：该系统包括储氢罐、一级减压阀、二级低压减压阀、二级高压减压阀、电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆；所述储氢罐与一级减压阀的一端连接；所述一级减压阀的另一端分别与二级低压减压阀和二级高压减压阀的一端连接；所述二级低压减压阀和二级高压减压阀输出压力值不同；所述二级高压减压阀的另一端依次与电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆连接；所述二级低压减压阀的另一端连接在电磁阀和气体缓冲器之间；所述电磁阀与压力传感器之间还通过模糊PID进行控制。2.根据权利要求1所述的低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，其特征在于：所述系统通过控制所述电磁阀的开闭，实现以下三种工作模式：(1)正常低压工作模式：燃料电池堆正常工作时，由二级低压减压阀所在管路来供给氢气，二级高压减压阀管路上的电磁阀保持关闭；(2)升压调节工作模式：开启二级高压减压阀管路上的电磁阀，向气体缓冲器内通入高压氢气；通过气体缓冲器，实现燃料电池堆中的压力在可控范围内快速上升；待燃料电池堆氢气入口压力上升至设定压力值后关闭二级高压减压阀管路，之后通过不断地快速开闭电磁阀来保持压力稳定；(3)降压调节工作模式：关闭二级高压减压阀管路上的电磁阀，此时无高压氢气通入，待燃料电池堆内氢气消耗使氢气入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张财志，曾韬，罗梦烛，王成，余幸子，张原志，许家敏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50