【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池系统及其控制方法。
技术介绍
1、随着燃料电池市场的不断扩大，对于已经衰减的电堆的处理问题亟需解决。
2、电堆长时间运行后，催化剂脱落及流失导致电堆性能衰减至无法满足需求，已衰减电堆只能按照报废或重新冶炼提取金属的生命周期路线，导致资源浪费，导致燃料电池的寿命较短，燃料电池的使用成本较大。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种燃料电池系统及其控制方法，以解决燃料电池的寿命较短，燃料电池的使用成本较大的问题。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种所述燃料电池系统包括串联连接的至少一个已衰减电堆和至少一个未衰减电堆，所述燃料电池系统还包括电压转换器、负载、蒸发器、第一混合器、燃烧器、第一调节阀和控制器；所述电压转换器连接于所述已衰减电堆与所述负载之间；所述蒸发器的入口连接所述第一调节阀，所述蒸发器的出口与所述第一混合器的第一入口连接，所述第一混合器的出口与所述已衰减电堆的电极连接；所述燃烧器与所述未衰减电堆的电极连接；所述控制器分别与所述第一调节阀和所述电压转换器连接；所述方法由所述控制器执行；所述方法包括：
3、在所述已衰减电堆的效率与原始效率的比值在预设范围内时，根据目标重整率和所述已衰减电堆的初始重整率确定目标调整幅度；
4、在所述目标调整幅度小于预设值时，根据所述目标调整幅度调节所述电压转换器的电压和/或电流，以调节所述已衰减电堆的重整率为所述目标重整率；
5、在所述目标
6、可选地，所述燃料电池系统还包括空气预热器和第二调节阀；所述燃烧器的出口与所述空气预热器的第一入口连接，所述第二调节阀连接于所述空气预热器的第二入口，所述空气预热器的出口与所述第一混合器的第二入口连接；所述控制器与所述第二调节阀连接；
7、在调节所述电压转换器的电压和/或电流之后，还包括：
8、根据所述目标调整幅度调节所述第二调节阀的开度，以调节所述空气预热器排出的空气的温度，以调节所述已衰减电堆的电极的温度。
9、可选地，所述燃料电池系统还包括第二混合器和第三调节阀，所述第二混合器连接于所述已衰减电堆与所述未衰减电堆之间，所述第三调节阀连接于所述第二混合器的入口；所述控制器与所述第三调节阀连接；
10、所述方法还包括：
11、根据所述未衰减电堆的期望温度调节所述第三调节阀的开度，以调节进入所述第二混合器的空气的温度。
12、可选地，所述燃料电池系统还包括开关模块，所述开关模块连接于所述电压转换器与所述负载之间；所述控制器与所述开关模块连接；
13、所述根据所述目标调整幅度调节所述电压转换器的电压和/或电流，包括：
14、在所述目标调整幅度处于第一预设范围时，控制所述开关模块导通，并根据所述目标调整幅度调节所述电压转换器的母线电流，以调节所述未衰减电堆的电压；
15、在所述目标调整幅度处于第二预设范围时，控制所述开关模块断开，以使所述未衰减电堆的电压为开路电压；
16、在所述目标调整幅度处于第三预设范围时，根据所述目标调整幅度向所述电压转换器的母线施加反向电压；其中，所述反向电压与所述开路电压的方向相反。
17、可选地，根据所述目标调整幅度调节所述电压转换器的母线电流，以调节所述未衰减电堆的电压，包括：
18、在所述目标重整率小于所述初始重整率时，根据所述目标调整幅度增大所述电压转换器的母线电流，以减小所述未衰减电堆的电压；
19、在所述目标重整率大于所述初始重整率时，根据所述目标调整幅度减小所述电压转换器的母线电流，以增大所述未衰减电堆的电压。
20、可选地，在所述目标调整幅度处于第三预设范围时，根据所述目标调整幅度向所述电压转换器的母线施加反向电压，包括：
21、在所述目标调整幅度处于第一预设子范围时，根据所述目标调整幅度向所述电压转换器的母线施加第一反向电压；其中，所述第一反向电压的幅值小于所述开路电压的幅值；
22、在所述目标调整幅度处于第二预设子范围时，根据所述目标调整幅度向所述电压转换器的母线施加第二反向电压；其中，所述第二反向电压的幅值大于或等于所述开路电压的幅值；所述第二预设子范围的最大值小于或等于所述第一预设子范围的最小值。
23、可选地，所述燃料电池系统还包括开关模块，所述开关模块连接于所述电压转换器与所述负载之间；所述控制器与所述开关模块连接；
24、所述根据所述目标调整幅度调节所述第一调节阀的开度，并调节所述电压转换器的电压和/或电流，包括：
25、控制所述开关模块断开，以使所述未衰减电堆的电压为开路电压；
26、调节所述第一调节阀的开度，以调节所述蒸发器输出的水蒸气的流量，以调节进入所述已衰减电堆的水碳比，以调节所述已衰减电堆的重整率。
27、可选地，调节所述第一调节阀的开度，以调节所述蒸发器输出的水蒸气的流量，以调节进入所述已衰减电堆的水碳比，以调节所述已衰减电堆的重整率，包括：
28、在所述目标重整率小于所述初始重整率时，减小所述第一调节阀的开度，以降低所述蒸发器输出的水蒸气的流量，以减小所述水碳比，以调节所述已衰减电堆的重整率；
29、在所述目标重整率大于所述初始重整率时，增大所述第一调节阀的开度，以增大所述蒸发器输出的水蒸气的流量，以增大所述水碳比，以调节所述已衰减电堆的重整率。
30、根据本专利技术的另一方面，提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括串联连接的至少一个已衰减电堆和至少一个未衰减电堆，所述燃料电池系统还包括电压转换器、负载、蒸发器、第一混合器、燃烧器、第一调节阀和控制器；
31、所述电压转换器连接于所述已衰减电堆与所述负载之间；
32、所述蒸发器的入口连接所述第一调节阀，所述蒸发器的出口与所述第一混合器的第一入口连接，所述第一混合器的出口与所述已衰减电堆的电极连接；所述第一混合器用于将燃料与所述蒸发器排出的水蒸气混合；
33、所述燃烧器与所述未衰减电堆的电极连接；所述燃烧器用于燃烧所述未衰减电堆的电机排出的尾气，为所述燃料电池系统提供热量；
34、所述控制器分别与所述第一调节阀和所述电压转换器连接；所述控制器用于在所述已衰减电堆的效率与原始效率的比值在预设范围内时，根据目标重整率和所述已衰减电堆的初始重整率确定目标调整幅度；并在所述目标调整幅度小于预设值时，根据所述目标调整幅度调节所述电压转换器的电压和/或电流，以调节所述已衰减电堆的重整率为所述目标重整率；在所述目标调整幅度大于或等于所述预设值时，根据所述目标调整幅度调节所述第一调节阀的开度，并调节所述电压转换器的电压和/或电流，以调节所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统包括串联连接的至少一个已衰减电堆和至少一个未衰减电堆，所述燃料电池系统还包括电压转换器、负载、蒸发器、第一混合器、燃烧器、第一调节阀和控制器；所述电压转换器连接于所述已衰减电堆与所述负载之间；所述蒸发器的入口连接所述第一调节阀，所述蒸发器的出口与所述第一混合器的第一入口连接，所述第一混合器的出口与所述已衰减电堆的电极连接；所述燃烧器与所述未衰减电堆的电极连接；所述控制器分别与所述第一调节阀和所述电压转换器连接；所述方法由所述控制器执行；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括空气预热器和第二调节阀；所述燃烧器的出口与所述空气预热器的第一入口连接，所述第二调节阀连接于所述空气预热器的第二入口，所述空气预热器的出口与所述第一混合器的第二入口连接；所述控制器与所述第二调节阀连接；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括第二混合器和第三调节阀，所述第二混合器连接于所述已衰减电堆与所述未衰减电堆之间，所述第三调节阀连接于所述第二混合器的入口；所
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括开关模块，所述开关模块连接于所述电压转换器与所述负载之间；所述控制器与所述开关模块连接；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述目标调整幅度调节所述电压转换器的母线电流，以调节所述未衰减电堆的电压，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述目标调整幅度处于第三预设范围时，根据所述目标调整幅度向所述电压转换器的母线施加反向电压，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括开关模块，所述开关模块连接于所述电压转换器与所述负载之间；所述控制器与所述开关模块连接；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，调节所述第一调节阀的开度，以调节所述蒸发器输出的水蒸气的流量，以调节进入所述已衰减电堆的水碳比，以调节所述已衰减电堆的重整率，包括：
9.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括串联连接的至少一个已衰减电堆和至少一个未衰减电堆，所述燃料电池系统还包括电压转换器、负载、蒸发器、第一混合器、燃烧器、第一调节阀和控制器；
10.根据权利要求9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空气预热器和第二调节阀；
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统包括串联连接的至少一个已衰减电堆和至少一个未衰减电堆，所述燃料电池系统还包括电压转换器、负载、蒸发器、第一混合器、燃烧器、第一调节阀和控制器；所述电压转换器连接于所述已衰减电堆与所述负载之间；所述蒸发器的入口连接所述第一调节阀，所述蒸发器的出口与所述第一混合器的第一入口连接，所述第一混合器的出口与所述已衰减电堆的电极连接；所述燃烧器与所述未衰减电堆的电极连接；所述控制器分别与所述第一调节阀和所述电压转换器连接；所述方法由所述控制器执行；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括空气预热器和第二调节阀；所述燃烧器的出口与所述空气预热器的第一入口连接，所述第二调节阀连接于所述空气预热器的第二入口，所述空气预热器的出口与所述第一混合器的第二入口连接；所述控制器与所述第二调节阀连接；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括第二混合器和第三调节阀，所述第二混合器连接于所述已衰减电堆与所述未衰减电堆之间，所述第三调节阀连接于所述第二混合器的入口；所述控制器与所述第三调节阀连接；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宝刚，沈雪松，施王影，叶文莹，宋维龙，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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