大功率燃料电池供氢循环系统、方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种大功率燃料电池供氢循环系统、方法、装置及存储介质，在所述系统中，喷氢比例阀连接至氢气气源，用于控制氢气的输入流量；喷氢比例阀连接至引射器，引射器用于提高氢气流速，并输入燃料电池堆的氢气入口；氮氢水分离器用于对燃料电池堆输出的混合介质中的氮气、液态水和氢气进行分离，排出液态水和氮气，并将氢气输入引射器和/或氢气循环泵；氢气循环泵用于将氢气输入燃料电池堆的氢气入口；检测组件用于检测燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速，氮氢水分离器输出的氢气流量，以及燃料电池堆的实际输出功率。根据本发明专利技术，可确定排出未燃烧的氢气的流量，进而调节氮氢水分离器，以减少氢气的浪费。以减少氢气的浪费。以减少氢气的浪费。

【技术实现步骤摘要】
大功率燃料电池供氢循环系统、方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种大功率燃料电池供氢循环系统、方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]在相关技术中，CN115775899A公开了一种燃料电池系统动态控制方法、电子设备及储存介质，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆、发动机控制系统、冷却回路子系统、阴极回路子系统、阳极回路子系统和电力回路子系统，所述控制方法包括：电力回路子系统按照发动机控制系统的预设特性曲线进行自主随动调整，使燃料电池系统输出的电流和电压计算所得的一类变量和二类变量符合预设特性曲线；发动机控制系统控制冷却回路子系统和阴极回路子系统；阳极回路子系统以阴极回路子系统的变化状态进行自动调整。
[0003]CN115411312A提供了一种燃料电池氢气再循环系统、控制方法及燃料电池系统，涉及燃料电池控制领域，该燃料电池氢气再循环系统与燃料电池堆相连接，包括：第一循环通路、第二循环通路以及氢气再循环通路；其中，第一循环通路中设置有：空压机、加湿器和背压阀；第二循环通路中设置有排氢阀、气液分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率燃料电池供氢循环系统，其特征在于，包括：喷氢比例阀、引射器、氢气循环泵、氮氢水分离器、控制器以及检测组件；所述喷氢比例阀连接至氢气气源，用于控制氢气的输入流量；所述喷氢比例阀连接至引射器，所述引射器用于提高氢气流速，获得高速氢气流，并输入燃料电池堆的氢气入口；所述氮氢水分离器用于对燃料电池堆输出的混合介质中的氮气、液态水和氢气进行分离，排出液态水和氮气，并将氢气输入引射器和/或氢气循环泵；所述氢气循环泵用于将氢气输入燃料电池堆的氢气入口；所述检测组件用于检测所述燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速，氮氢水分离器输出的氢气流量，以及燃料电池堆的实际输出功率；所述控制器用于：根据所述燃料电池堆的预设输出功率，确定所述喷氢比例阀输入的氢气的初始输入流量；根据所述初始输入流量生成初始控制信号并发送至所述喷氢比例阀；根据所述燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速、所述燃料电池堆的实际输出功率和预设输出功率，确定在各个控制周期中，氮氢水分离器输出的氢气输入引射器的氢气流量和输入氢气循环泵的氢气流量的目标流量比；根据所述目标流量比，生成各个控制周期的比例控制信号，并发送至所述氮氢水分离器；根据所述燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速，氮氢水分离器输出的氢气流量、所述目标流量比，以及所述燃料电池堆的实际输出功率和预设输出功率，确定在各个控制周期中所述喷氢比例阀输入的氢气的目标输入流量；根据在各个控制周期中所述喷氢比例阀输入的氢气的目标输入流量，生成各个控制周期的流量控制信号，并发送至所述喷氢比例阀。2.根据权利要求1所述的大功率燃料电池供氢循环系统，其特征在于，所述氮氢水分离器包括一级分离器、二级分离器、储水体和电磁阀；其中，所述一级分离器用于对所述混合介质中的液态水进行分离，并输入储水体，以及对分离液态水后的第一混合气体进行氮氢分离，获得氢气以及第二混合气体，其中，第二混合气体中的氢气含量低于第一混合气体中的氢气含量；所述二级分离器用于对第二混合气体进行分离，获得氢气和氮气；所述电磁阀包括对所述储水体中的液态水进行排放的第一电磁阀，以及对氮气进行排放的第二电磁阀；所述第一电磁阀在所述储水体中的液态水储量达到预设的储量阈值的情况下打开，使得液态水排出；所述第二电磁阀在所述氮氢水分离器开始工作的情况下打开，使得氮气排出。3.根据权利要求2所述的大功率燃料电池供氢循环系统，其特征在于，所述检测组件还用于检测排出的氮气的湿度以及所述排出的氮气中的氢气含量，所述二级分离器具有第三电磁阀，在所述第三电磁阀开启的情况下使得所述二级分离器与外界空气连通；所述控制器还用于：在所述排出的氮气的湿度大于或等于湿度阈值的情况下，连接所
述二级分离器与所述储水体之间的通路，使得排出的氮气进入所述储水体，并控制所述第一电磁阀打开；在所述排出的氮气中的氢气含量大于或等于含量阈值的情况下，打开所述第三电磁阀，使外界空气进入所述二级分离器。4.根据权利要求1所述的大功率燃料电池供氢循环系统，其特征在于，根据所述燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速、所述燃料电池堆的实际输出功率和预设输出功率，确定在各个控制周期中，氮氢水分离器输出的氢气输入引射器的氢气流量和输入氢气循环泵的氢气流量的目标流量比，包括：将第1个控制周期的目标流量比设定为预设流量比；在第i个控制周期中，根据所述燃料电池堆的实际输出功率和预设输出功率、燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速、氢气入口处氢气的预设温度以及氮氢水分离器输出的氢气流量，确定在第i个控制周期的目标流量比，其中，i为大于1的整数。5.根据权利要求4所述的大功率燃料电池供氢循环系统，其特征在于，在第i个控制周期中，根据所述燃料电池堆的实际输出功率和预设输出功率、燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量、温度和流速、氢气入口处氢气的预设温度以及氮氢水分离器输出的氢气流量，确定在第i个控制周期的目标流量比，包括：根据边界条件，对优化函数进行优化，获得第i个控制周期中燃料电池堆的氢气入口处氢气的流速V
i
的最优解，并将流速V
i
的最优解确定为目标流速V
mi
，其中，G
i
为燃料电池堆的氢气入口处氢气的流量，其中，G
hi
为第i个控制周期中喷氢比例阀的氢气输入流量，G
si
为第i个控制周期中氮氢水分离器输出的氢气流量，P（G
i
，V
i
）为燃料电池堆在氢气入口处氢气的流量为G
i
且氢气的流速为V
i
的情况下的实际输出功率，且P（G
i
，V
i
）与G
i
正相关，与V
i
反相关，P
s
为预设输出功率，T（G
i
，V
i
）为燃料电池堆的氢气入口处在氢气的流量为G
i
且氢气的流速为V
i
的情况下的温度，且T（G
i
，V
i
）与G
i
和V
i
均正相关，T
s
为预设温度，
△
P为第一功率误差，

【专利技术属性】
技术研发人员：徐楠，林茹，曹原，
申请(专利权)人：江苏申氢宸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：