一种燃料电池氢气辅助循环系统及其控制方法技术方案

技术编号:37673510 阅读:29 留言:0更新日期:2023-05-26 04:36
本发明专利技术公开了一种燃料电池氢气辅助循环系统及其控制方法,涉及燃料电池系统技术领域,包括依次相连的储氢瓶、减压阀和比例阀,比例阀通过管路接入电堆并控制进堆空气,电堆空气入口端连接空压机,空压机连接有第一阀和电堆,出堆空气管路依次连有第二阀、第一气水分离器并通过汽轮装置后排入大气,出堆氢气管路连有第二气水分离器并通过汽轮装置后进入电堆,其中,第一阀通过管道接入汽轮装置,第二气水分离器连接有第三阀,本发明专利技术与现有技术相比,在不增加额外结构和设备的基础上,利用燃料电池系统空气路在低功率和高功率工况条件下的运行特点,通过汽轮机结构利用空气压力能完成氢气辅助循环,合理利用了燃料电池系统空气路的工作特性。气路的工作特性。气路的工作特性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池氢气辅助循环系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池系统
,具体涉及一种燃料电池氢气辅助循环系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池系统为燃料电池电堆提供正常工作所需条件,主要包含空气供应子系统、氢气循环子系统和水热管理子系统。其中,氢气循环子系统向电堆连续提供一定压力和流量的高纯度氢气,保证燃料电池电堆中的电化学反应的正常进行。氢气循环技术是将未反应的燃料送回燃料电池,同时分离多余的杂质气体与水,不单可以增加燃料利用率,而且可以有效改善燃料电池电堆阳极堵水、氢气分布不均、氢气渗透等问题,提升燃料电池性能与可靠性。
[0003]氢气循环泵可以实现氢气回流量的主动调节,但一般是由电机驱动,在运行过程中会消耗功率,占寄生功率的3%~5%;现有技术中通过高压氢气通过膨胀机直驱氢气循环泵,可提升系统能量利用率,但氢气流量过低难以驱动氢气循环泵正常运行,且运行过程中不可对氢气回流量进行主动调节。因此,如何利用氢燃料电池系统特点进行辅助氢气循环而不增加附加功率是当前急需解决的问题。
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技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池氢气辅助循环系统,其特征在于:包括依次相连的储氢瓶(1)、减压阀(2)和比例阀(3),比例阀(3)通过管路接入电堆(9)并控制进堆氢气,电堆(9)空气入口端连接空压机(5),空压机(5)连接有第一阀(61)和电堆(9),出堆空气管路依次连有第二阀(62)、第一气水分离器(7)并通过汽轮装置(4)后排入大气,出堆氢气管路连有第二气水分离器(8)并通过汽轮装置(4)后进入电堆(9),其中,第一阀(61)通过管道接入汽轮装置(4),第二气水分离器(8)连接有第三阀(63)。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气辅助循环系统,其特征在于:所述汽轮装置(4)设有主动轮机(41)和从动轮机(42),其中,主动轮机(41)连接空气路尾排,从动轮机(42)连接氢气循环回路。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气辅助循环系统,其特征在于:所述减压阀(2)为气体减压阀,比例阀(3)为电磁式比例阀。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气辅助循环系统,其特征在于:所述第一气水分离器(7)和第二气水分离器(8)为管式分离器、百叶窗式分离器、旋风式分离器中的一种或两种组合。5.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气辅助循环系统,其特征在于:所述空压机(5)为离心空压机或螺杆空压机。6.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气辅助循环系统,其特征在于:所述第一阀(61)、第二阀(62)、第三阀(63)为气动开关阀...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊荧全琎叶麦克卢庆文全书海
申请(专利权)人:武汉海亿新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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