本发明专利技术为一种燃料电池气体压力控制方法，包括有下列步骤，首先，量测一燃料电池堆的一出力电流。然后，根据出力电流决定燃料电池堆的一阴极供气管路所需的一标准进气流量。接着，量测供应阴极供气管路所需的一第一反应气体的一空气压缩机的一转速。然后根据转速决定进入阴极供气管路所需的一反应进气流量。接着进行比较，当标准进气流量与反应进气流量之间的差异在一第一标准范围内时，量测阴极供气管路的一第一进气压力，然后再根据第一进气压力决定燃料电池堆的一阳极供气管路所具有的一第二进气压力。最后，以第二进气压力控制进入阳极供气管路所需的一第二反应气体。阳极供气管路所需的一第二反应气体。阳极供气管路所需的一第二反应气体。
【技术实现步骤摘要】
燃料电池气体压力控制方法及其燃料电池监控系统
[0001]本专利技术是关于一种燃料电池的控制技术，特别是一种燃料电池气体压力控制方法及其燃料电池监控系统。
技术介绍
[0002]随着工业发展的进步，带动了人类生活的便利。但也因为科技的进步，造成了环境的污染，进而导致气候暖化的环境变迁。造成全球暖化的主因在于排放的二氧化碳造成了全球性的温室效应。有鉴于此，温室气体的减量为全球关切的问题。
[0003]产生二氧化碳的原因有很多，其中一个原因是在于火力发电燃烧燃煤造成温室气体的产生。为了解决这个问题，目前世界上各个国家也都推动洁净能源，希望能够替代传统利用燃煤的发电方式。洁净能源有很多类型，例如：风力发电、太阳能发电，水力发电或者是燃料电池发电等。相较于传统的发电型式，燃料电池将燃料的化学能直接转换成电能，不须经过燃烧及机械程序，有能源效率高、及低(零)废气排放的优点。
[0004]然而，现有技术中，燃料电池堆在进行电化学反应时，由于阴极侧会产生水，因此如果在反应过程没有适当处理或监控，反应中的多余的水会产生水珠使得供应气体的流道阻塞的情形发生。此外，燃料电池系统的燃料电池堆与系统间在氢气侧与空气侧间的压力值间控制协调性较差，会使得燃料电池堆造成物理性损坏，进而造成失去稳定的水平衡。
[0005]即使在燃料电池系统中燃料电池堆的氢气循环侧中过多的水分去除可通过主动排除(如氢气循环泵浦)与被动排除(如引射器等)，然而被排出的液态水会集中至一水槽中，水槽上有一排放阀排负责放出过量的液态水至燃料电池堆的氢气侧外部；当排放阀开启时，会能有效的将氢气侧的流道多余水份能有效的排出且累积至水槽，但当液态水自水槽中排空且关闭排放阀的同时，会有些许的氢气也会排出至外部。因此，排放阀的排放过程时会造成多余的氢气浪费外，且无法避免的使得燃料电池堆中单电池电压会短暂降低，使得操作总电压会有些许浮动而影响电力操作性。
[0006]因此，如何以提升燃料电池系统对燃料电池堆之间的氢气压力与空气压力间的协调性，解决燃料电池堆内部通过外部系统控制下，维持氢气侧与空气侧间的压力差，并且有效调节内部生成液态水的水量，是当前发展燃料电池一个重要的课题。
技术实现思路
[0007]本专利技术提供一种燃料电池气体压力控制方法及其燃料电池监控系统，基于燃料电池堆的操作稳定性，需要同时满足燃料电池系统内燃料电池堆氢气侧和空气侧的压力差值与空气压缩机的输出空气质量和所需燃料电池堆所需的空气反应量以达到动态平衡操作稳定燃料电池堆的电压功率。
[0008]本专利技术提供一种燃料电池气体压力控制方法及其燃料电池监控系统，在一实施例中，本专利技术只需要通过侦测阴极供气的状态，即可有效的提升燃料电池系统对燃料电池堆之间的氢气压力与空气压力间的协调性，解决燃料电池堆内部通过外部系统控制下，维持
氢气侧与空气侧间的压力差，并且有效调节内部生成液态水的水量，避免因为燃料电池堆造成物理性损坏，而造成失去稳定的水平衡的问题发生。
[0009]本专利技术提供一种燃料电池气体压力控制方法及其燃料电池监控系统，其是同时在燃料电池中的质子交换膜两侧的阳极与阴极需要形成一压力差，使得过量的水不会因压力由阴极侧渗入阳极侧，且阳极的氢气压力大于阴极的空气压力，解决多余的水会产生水珠使得供应气体的流道阻塞的情形。
[0010]由于燃料电池堆在不同操作状态下，氢气侧与空气侧之间的两者压力差，会因燃料电池系统中的操作下有剧烈变化。当空气压力值的变化剧烈时，使得氢气的参考值也会难以控制。因此本专利技术在燃料电池系统中氢气侧的操作压力值是基于空气的压力值再加上一压力差值作为基准，可以解决燃料电池系统中的氢气与空气的输送时的背景压力值，与空气压缩机因调整输送的所需的反应空气质量，而造成空气压缩机的转速变动而变化的问题，进而让氢气与空气之间的压力产生剧烈不稳定的变化。
[0011]在一实施例中，本专利技术提供一种燃料电池气体压力控制方法，包括有下列步骤：首先，量测一燃料电池堆的一出力电流。然后，根据出力电流决定燃料电池堆的一阴极供气管路所需的一标准进气流量。接着，量测供应阴极供气管路所需的一第一反应气体的一空气压缩机的一转速。然后根据转速决定进入阴极供气管路所需的一反应进气流量。接着进行比较，当标准进气流量与反应进气流量之间的差异在一第一标准范围内时，量测阴极供气管路的一第一进气压力，然后再根据第一进气压力决定燃料电池堆的一阳极供气管路所具有的一第二进气压力。最后，以第二进气压力控制进入阳极供气管路所需的一第二反应气体。
[0012]在另一实施例中，本专利技术提供一种燃料电池监控系统，用以监控一燃料电池堆，燃料电池监控系统包括有一进气调节单元、一电流侦测单元、一第一气体压力侦测单元、一流量侦测单元以及一控制单元。其中，燃料电池堆与燃料电池堆的一阳极供气管路相连接。电流侦测单元，用以侦测燃料电池堆的一出力电流。第一气体压力侦测单元，与燃料电池堆的一阴极供气管路相连接，用以侦测阴极供气管路的一第一进气压力。流量侦测单元，用以侦测供应阴极供气管路所需的一第一反应气体的一空气压缩机的一转速。控制单元，与电流侦测单元、第一气体压力侦测单元以及流量侦测单元电性连接，控制单元根据出力电流决定阴极供气管路所需的一标准进气流量，根据转速决定进入阴极供气管路所需的一反应进气流量，并且判断标准进气流量与反应进气流量之间的差异，当差异在一第一标准范围内时，控制单元根据第一进气压力决定燃料电池堆的一阳极供气管路所具有的一第二进气压力。
[0013]本专利技术所采用的具体技术，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。
【附图说明】
[0014]图1是本专利技术的燃料电池监控系统的一实施例示意图。
[0015]图2是本专利技术的燃料电池气体压力控制方法的一实施例流程示意图。
[0016]图3是本专利技术的燃料电池监控系统的另一实施例示意图。
[0017]主要元件符号说明：
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燃料电池监控系统
[0019]30
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燃料电池堆
[0020]300
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燃料电池单元
[0021]300a
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阳极
[0022]300b
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阴极
[0023]31
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进气调节单元
[0024]310
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弹性元件
[0025]311
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螺杆
[0026]313
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流体通道口
[0027]314
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阀门
[0028]315
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弹性元件
[0029]32
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电流侦测单元
[0030]33
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池气体压力控制方法，其特征在于，所述燃料电池气体压力控制方法包含以下步骤：量测一燃料电池堆的一出力电流；根据所述出力电流决定所述燃料电池堆的一阴极供气管路所需的一标准进气流量；量测供应所述阴极供气管路所需的一第一反应气体的一反应进气流量；比较所述标准进气流量与所述反应进气流量之间的差异，当所述标准进气流量与所述反应进气流量之间的差异在一第一标准范围内时，量测所述阴极供气管路的一第一进气压力；根据所述第一进气压力决定所述燃料电池堆的一阳极供气管路所具有的一第二进气压力；以及以所述第二进气压力控制进入所述阳极供气管路所需的一第二反应气体。2.根据权利要求1所述的燃料电池气体压力控制方法，其特征在于，其中当所述标准进气流量与所述反应进气流量之间的差异不在所述第一标准范围内时，调整空气压缩机的转速，使得所述标准进气流量与所述反应进气流量之间的差异在所述第一标准范围内。3.根据权利要求1所述的燃料电池气体压力控制方法，其特征在于，其中所述第二进气压力大于所述第一进气压力，所述第二进气压力与所述第一进气压力的差值控制范围为所述第一进气压力的5～20％。4.根据权利要求1所述的燃料电池气体压力控制方法，其特征在于，其中还包括有侦测所述阳极供气管路的一实际进气压力，并确认所述实际进气压力与所述第二进气压力的差异是否在一第二标准范围内。5.根据权利要求1所述的燃料电池气体压力控制方法，其特征在于，其中根据供应所述阴极供气管路所需的所述第一反应气体的一空气压缩机的一转速决定。6.一种燃料电池监控系统，用以监控一燃料电池堆，其特征在于，所述燃料电池监控系统包含：一电流侦测单元，用以侦测所述燃料电池堆的一出力电流；一第一气体压力侦测单元，与...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄治文，林裕洲，李炳仁，周俊宏，
申请(专利权)人：谷夫科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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