一种燃料电池阳极循环系统及其控制方法技术方案

技术编号:44845800 阅读:35 留言:0更新日期:2025-04-01 19:41
本发明专利技术公开了一种燃料电池阳极循环系统及其控制方法,燃料电池阳极循环系统中,涡轮压缩机包括涡轮端以及与涡轮端连接的压气端;储氢瓶连接氢气预处理机构,氢气预处理机构分别连接第一比例阀和第二比例阀;第一比例阀连接涡轮端进口,涡轮端出口连接至电堆的阳极入口;第二比例阀连接引射器的高压气入口,引射器的混合气出口连接至阳极入口;电堆的阳极出口连接压气端进口,压气端出口连接引射器的低压气入口。本发明专利技术拓宽了阳极循环系统的工作范围,提升了系统总体效率,通过定义三种控制模式,覆盖了燃料电池全工况对阳极循环路的要求,并最大化利用高压氢气能量,阳极循环系统控制更加灵活,系统运行稳定性高、鲁棒性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池,具体涉及一种燃料电池阳极循环系统及其控制方法


技术介绍

1、低温质子交换膜燃料电池系统以空气(氧气)、氢气为反应介质,在电堆内进行电化学反应产生电能。为保证氢气,即电堆阳极侧的反应气体供给充分,一般采用过量供给,而为了达到较高的系统经济性,采用氢气循环。

2、传统的阳极循环系统使用循环泵或引射器,循环泵利用电能驱动电机带动转子叶轮对气体进行压缩和输送,引射器为文丘里管,利用高压氢气截流产生临界流动抽吸未反应完的二次流。虽然循环泵和引射器都可以达到阳极循环的目的,但各有弊端:(1)循环泵增加辅件功耗,降低系统总体效率,大功率成本高,长时间高负载有零部件可靠性和寿命问题;(2)引射器为被动部件,不可控,低电密无超音速流时无法提供循环流量,低温无法破冰。

3、专利技术专利申请cn109921061a公开了一种燃料电池供气系统及供气方法,此专利在燃料电池高压氢气降压过程利用了涡轮压缩机,但压端为阴极供气,即利用氢气高压势能带动涡轮机驱动空气压缩机。此专利在大功率场景下,空压机功率高,氢气压力势能有限,利用效率低,收本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池阳极循环系统,其特征在于,包括储氢瓶、氢气预处理机构、第一比例阀、第二比例阀、涡轮压缩机、引射器和电堆,所述涡轮压缩机包括涡轮端以及与涡轮端连接的压气端;

2.根据权利要求1所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,所述储氢瓶与氢气预处理机构之间连接有减压阀。

3.根据权利要求2所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,所述氢气预处理机构包括板式换热器,所述板式换热器设有冷媒进口、冷媒出口、热媒进口和热媒出口;

4.根据权利要求3所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,所述氢气预处理机构还包括氢气过滤器,所述氢气过滤器的进口端连接所述冷媒出...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池阳极循环系统,其特征在于,包括储氢瓶、氢气预处理机构、第一比例阀、第二比例阀、涡轮压缩机、引射器和电堆,所述涡轮压缩机包括涡轮端以及与涡轮端连接的压气端;

2.根据权利要求1所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,所述储氢瓶与氢气预处理机构之间连接有减压阀。

3.根据权利要求2所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,所述氢气预处理机构包括板式换热器,所述板式换热器设有冷媒进口、冷媒出口、热媒进口和热媒出口;

4.根据权利要求3所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,所述氢气预处理机构还包括氢气过滤器,所述氢气过滤器的进口端连接所述冷媒出口,所述氢气过滤器的出口端分别连接所述第一比例阀和第二比例阀的进口端。

5.根据权利要求1所述的燃料电池阳极循环系统,其特征在于,还包括分水器,所述分水器的进口端连接所述电堆的阳极出口,所述分水器的出气端连接所述压气端进口;所述分水器的出液端设有排水阀,所述分水器的侧面或顶部设有排氮阀,所述排水阀和排氮阀的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员:高云峰丁成王凯
申请(专利权)人:江苏徐工工程机械研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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