燃料电池系统与燃料电池系统吹扫方法技术方案

本发明专利技术涉及新能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统与燃料电池系统吹扫方法，本发明专利技术公开了一种燃料电池系统与对应的燃料电池系统吹扫方法，所述燃料电池系统包括：电池堆、氢气模块、空气模块以及冷却模块，所述电池堆分别与所述氢气模块、所述空气模块以及所述冷却模块连接，本发明专利技术通过对燃料电池进行两个阶段的吹扫，并赋予不同的阶段吹扫限制条件，已实现最大程度的去除电堆内部的水分，避免了新能源电池堆1内部反应产生的水分会影响电池的正常运行的技术问题。常运行的技术问题。常运行的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统与燃料电池系统吹扫方法


[0001]本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种燃料电池系统与燃料电池系统吹扫方法。

技术介绍

[0002]随着新能源电池的发展，大大提高了能源循环利用率，例如：氢燃料电池，由于氢能储量丰富、完全清洁、能量密度高等优点，往往被认为是能源的终极解决方案，其中，质子交换膜燃料电池（PEMFC）是整个氢能产业链中的关键设备，质子交换膜燃料电池通过在阳极、阴极通入氢气与空气，然后氢气和空气在催化剂作用下发生电化学反应产生电能，并在阴极生成水，但是电堆内部的水环境直接影响电堆运行性能，甚至在湿度较高时，还会影响电堆的正常工作，例如：在低温环境下，如果水分吹扫不充分，电堆内部反应生成的水分会结冰，导致影响电堆的低温启动功能。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种燃料电池系统与燃料电池系统吹扫方法，旨在解决现有技术新能源电池堆内部反应产生的水分会影响电池的正常运行的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：电池堆1与空气模块2，所述空气模块2包括：空压机21、三通阀22、增湿器23以及背压阀24，所述空压机21的输出端与所述三通阀22的第一端连接，所述三通阀22的第二端与所述电池堆1的空气输入端连接，所述三通阀22的第三端与所述增湿器23的第一端连接，所述增湿器23的第二端与所述电池堆1的空气输入端连接，所述增湿器23的第三端与所述增湿器23的空气输出端连接，所述增湿器23的第四端与所述背压阀24的第一端连接。
[0006]所述燃料电池系统还包括：冷却模块3，所述冷却模块3包括：节温器32、散热器31、加热器33以及水泵34，所述节温器32的第一端与所述散热器31的第二端连接，所述节温器32的第二端与所述加热器33的第二端连接，所述节温器32的第三端与所述电池堆1的冷却路输出端连接，所述散热器31的第一端分别与所述加热器33的第一端以及所述水泵34的输入端连接，所述水泵34的第二端与所述电池堆1的冷却路输入端连接。
[0007]所述燃料电池系统还包括：氢气模块4，所述氢气模块4包括：循环泵41、减压阀42以及氢气罐43，所述循环泵41的第一端分别与所述电池堆1的氢气输入端以及所述减压阀42的第一端连接，所述循环泵41的第二端与所述电池堆1的氢气输出端连接，所述减压阀42的第二端与所述氢气罐43连接。
[0008]本专利技术还提供了一种燃料电池系统吹扫方法，所述燃料电池系统吹扫方法应用于如上文所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：电池堆1、氢气模块4、空气模块2以及冷却模块3，所述电池堆1分别与所述氢气模块4、所述空气模块2以及所述冷却模块3连接；
所述方法包括以下步骤：在所述燃料电池系统满足低温冷启动吹扫条件时，控制所述燃料电池系统进行第一阶段吹扫；获取所述电池堆1的平均单体电压；在所述平均单体电压小于或等于预设电压值时，控制所述燃料电池系统进行第二阶段吹扫；获取所述第二阶段的吹扫持续时长；在所述吹扫持续时长等于预设时长时，结束电池吹扫。
[0009]可选地，所述空气模块2包括：空压机21与三通阀22，所述空压机21用于将空气传输至电池堆1进行吹扫，所述三通阀22用于切换空气流向；所述控制所述燃料电池系统进行第一阶段吹扫，包括：调整所述三通阀22的连通状态，以使所述空压机21与所述电池堆1连接；和/或增大所述空压机21的转速。
[0010]可选地，所述冷却模块3包括散热器31与加热器33，所述散热器31与所述加热器33用于调整空气温度；所述控制所述燃料电池系统进行第一阶段吹扫，还包括：减小所述散热器风扇转速和加大提高所述节温器32的开度，以提高所述冷却模块3中的空气温度。
[0011]可选地，所述控制所述燃料电池系统进行第二阶段吹扫，包括：提高所述空压机21的转速至目标转速，以提升阴极空气流量至目标流量。
[0012]可选地，所述控制所述燃料电池系统进行第二阶段吹扫，还包括：断开与外部负载的连接，以停止拉载电流。
[0013]可选地，所述结束电池吹扫，包括：关闭所述空压机21；控制所述三通阀22的第一端与所述三通阀22的第三端连通。
[0014]可选地，所述低温冷启动吹扫条件包括：接收到停机指令、所述电池堆1的输出功率小于或等于预设怠速功率以及外部环境温度小于预设温度中的至少一种。
[0015]本专利技术公开了一种燃料电池系统与燃料电池系统对应的吹扫方法，其中，所述燃料电池系统包括：电池堆1与空气模块2，所述空气模块2包括：空压机21、三通阀22、增湿器23以及背压阀24，所述空压机21的输出端与所述三通阀22的第一端连接，所述三通阀22的第二端与所述电池堆1的空气输入端连接，所述三通阀22的第三端与所述增湿器23的第一端连接，所述增湿器23的第二端与所述电池堆1的空气输入端连接，所述增湿器23的第三端与所述增湿器23的空气输出端连接，所述增湿器23的第四端与所述背压阀24的第一端连接，所述燃料电池系统吹扫方法应用于如上文所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统吹扫方法包括：在所述燃料电池系统满足低温冷启动吹扫条件时，控制所述燃料电池系统进行第一阶段吹扫；获取所述电池堆1的平均单体电压；在所述平均单体电压小于或等于预设电压值时，控制所述燃料电池系统进行第二阶段吹扫；获取所述第二阶段的吹扫持续时长；在所述吹扫持续时长等于预设时长时，结束电池吹扫，与现有技术相比，本专利技术通过对燃料电池进行两个阶段的吹扫，并赋予不同的阶段吹扫限制条件，已实现最大程度的去除电堆
内部的水分，避免了新能源电池堆1内部反应产生的水分会影响电池的正常运行的技术问题，提高了燃料电池的运行效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术燃料电池系统第一实施例的流程示意图；图2为本专利技术燃料电池系统吹扫方法第一实施例的流程示意图。
[0017]附图标记说明标号名称标号名称1电池堆3冷却模块2空气模块4氢气模块21空压机22三通阀23增湿器24背压阀31散热器32节温器33加热器34水泵41循环泵42减压阀43氢气罐本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0018]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]本专利技术实施例提供了一种燃料电池系统，参照图1，图1为本专利技术一种燃料电池系统第一实施例的结构示意图。
[0020]需要说明的是，传统技术中针对电池吹扫的常用手段是通过控制燃料电池系统停机，然后采用交流阻抗谱测试的方法，估计电堆内部湿度和含水量的分布，从而制定对应的吹扫策略和吹扫截止的参数阈值等，以实现电堆内部水分的吹扫，但是，交流阻抗谱测试需要在系统DC中集成EIS设备，可靠性尚难确定，且电堆内部的运行状态十分复杂，通过阻抗数据解耦分析电堆的内部运行状态较难，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括：电池堆与空气模块，所述空气模块包括：空压机、三通阀、增湿器以及背压阀，所述空压机的输出端与所述三通阀的第一端连接，所述三通阀的第二端与所述电池堆的空气输入端连接，所述三通阀的第三端与所述增湿器的第一端连接，所述增湿器的第二端与所述电池堆的空气输入端连接，所述增湿器的第三端与所述增湿器的空气输出端连接，所述增湿器的第四端与所述背压阀的第一端连接。2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：冷却模块，所述冷却模块包括：节温器、散热器、加热器以及水泵，所述节温器的第一端与所述散热器的第二端连接，所述节温器的第二端与所述加热器的第二端连接，所述节温器的第三端与所述电池堆的冷却路输出端连接，所述散热器的第一端分别与所述加热器的第一端以及所述水泵第一端连接，所述水泵的第二端与所述电池堆的冷却路输入端连接。3.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：氢气模块，所述氢气模块包括：循环泵、减压阀以及氢气罐，所述循环泵的第一端分别与所述电池堆的氢气输入端以及所述减压阀的第一端连接，所述循环泵的第二端与所述电池堆的氢气输出端连接，所述减压阀的第二端与所述氢气罐连接。4.一种燃料电池系统吹扫方法，其特征在于，所述燃料电池系统吹扫方法应用于如权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：电池堆、氢气模块、空气模块以及冷却模块，所述电池堆分别与所述氢气模块、所述空气模块以及所述冷却模块连接；所述燃料电池系统吹扫方法包括：在所述燃料电池系统满足低温冷启动吹扫条件时，控制所述燃料电池系统进行第一阶段吹扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫江燕，曹桂军，潘艳艳，屈小龙，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：