一种燃料电池系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及氢燃料电池系统设计技术，具体涉及一种燃料电池系统及控制方法；该系统包括氢气阳极模块、空气阴极模块、风冷燃料电池堆和液冷燃料电池堆；氢气阳极模块中氢瓶与氢气分流调节装置相连；氢气分流调节装置与风冷燃料电池堆和液冷燃料电池堆相连；液冷燃料电池堆与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆相连；风冷燃料电池堆与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆相连；风冷燃料电池堆和液冷燃料电池堆均与排气排水结构相连；空气阴极模块中的空气供给装置与空气调节装置相连；空气调节装置分别与液冷燃料电池堆的阴极和风冷燃料电池堆的阴极相连；液冷燃料电池堆与节气门的阴极相连接；本发明专利技术提高了整体燃料电池的氢气利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢燃料电池系统设计技术，具体涉及一种燃料电池系统及控制方法。

技术介绍

1、随着全球对清洁能源的需求日益增长，氢燃料电池作为一种高效、环保的能量转换装置，在交通运输、分布式发电等领域展现出巨大的应用潜力；目前，传统氢燃料电池系统主要分为风冷燃料电池系统和液冷燃料电池系统，这两类系统在实际应用中各具特点，同时也存在一定的局限性。

2、风冷燃料电池系统凭借其结构相对简单、成本较低的优势，具备快速启动的特性，能够在较短时间内达到工作状态，满足一些对启动速度要求较高的使用场景；然而，由于该系统缺少氢气循环装置，使得未参与电化学反应的氢气无法得到有效回收和再利用，导致氢气利用率较低，增加了使用成本，同时也造成了资源的浪费。

3、液冷燃料电池系统则通过冷却液对电池堆进行散热和温度调节，能够有效地控制电池堆的工作温度，从而具备良好的性能和较高的稳定性，在长时间、大功率输出的工况下表现出色；但液冷燃料电池系统在冷机状态下，需要对冷却液进行预热，使得整个系统的启动过程较为复杂，启动速度较慢，难以快速响应突发的能源需求，在一些需要快速启动本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池系统，其特征在于：包括氢气阳极模块、空气阴极模块、风冷燃料电池堆（10）和液冷燃料电池堆（6）；风冷燃料电池堆（10）和液冷燃料电池堆（6）通过管路与氢气阳极模块相连接，并且风冷燃料电池堆（10）和液冷燃料电池堆（6）通过管路与空气阴极模块相连接；所述氢气阳极模块包括氢瓶（1）和氢气分流调节装置；所述氢瓶（1）与氢气分流调节装置相连接；所述氢气分流调节装置分别与风冷燃料电池堆（10）的阳极和液冷燃料电池堆（6）的阳极相连接；所述液冷燃料电池堆（6）的阳极与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆（6）之间的管路相连接；所述风冷燃料电池堆（10）的阳极与氢气分流调节装置和液冷燃料电...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池系统，其特征在于：包括氢气阳极模块、空气阴极模块、风冷燃料电池堆（10）和液冷燃料电池堆（6）；风冷燃料电池堆（10）和液冷燃料电池堆（6）通过管路与氢气阳极模块相连接，并且风冷燃料电池堆（10）和液冷燃料电池堆（6）通过管路与空气阴极模块相连接；所述氢气阳极模块包括氢瓶（1）和氢气分流调节装置；所述氢瓶（1）与氢气分流调节装置相连接；所述氢气分流调节装置分别与风冷燃料电池堆（10）的阳极和液冷燃料电池堆（6）的阳极相连接；所述液冷燃料电池堆（6）的阳极与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆（6）之间的管路相连接；所述风冷燃料电池堆（10）的阳极与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆（6）之间的管路相连接；所述风冷燃料电池堆（10）的阳极和液冷燃料电池堆（6）的阳极均与排气排水结构相连接；所述空气阴极模块包括空气供给装置、空气调节装置和节气门（18）；所述空气供给装置与空气调节装置相连接；所述空气调节装置分别与液冷燃料电池堆（6）的阴极和风冷燃料电池堆（10）的阴极相连接；所述节气门（18）与液冷燃料电池堆（6）的阴极相连接。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统，其特征在于：所述氢气分流调节装置包括分流阀（3）、第一比例阀（4）和第二比例阀（5）；所述氢瓶（1）与分流阀（3）相连接；所述分流阀（3）分别与第一比例阀（4）和第二比例阀（5）相连接；所述液冷燃料电池堆（6）的阳极与用于调节进入液冷燃料电池堆（6）氢气压力的第一比例阀（4）相连接；所述风冷燃料电池的阳极与用于调节进入液冷燃料电池堆（6）氢气压力的第二比例阀（5）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池系统，其特征在于：所述液冷燃料电池堆（6）的阳极通过气液分离器（8）与排水排气结构相连接，并且通过气液分离器（8）与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆（6）之间的管路相连接；所述液冷燃料电池堆（6）的阳极与气液分离器（8）相连接；所述风冷燃料电池堆（10）的阳极通过气液分离器（8）与氢气分流调节装置和液冷燃料电池堆（6）之间的管路相连接；所述风冷燃料电池堆（10）的阳极与气液分离器（8）相连接；所述气液分离器（8）与排气排水结构相连接，并且气液分离器（8）还通过氢气循环管路（11）连接在第一比例阀（4）和液冷燃料电池堆（6）之间的管路上；所述气液分离器（8）对反应后的氢气进行氢气和液体分离。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池系统，其特征在于：所述氢瓶（1）与分流阀（3）之间连接有用于对氢瓶（1）出口的高压氢气进行减压的减压阀（2）。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池系统，其特征在于：所述排气排水结构为用于排除气液分离器（8）内的液态水和废气的排气排水阀（12）。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池系统，其特征在于：所述风冷燃料电池堆（10）与气液分离器（8）之间连接有用于将气体从风冷燃料电池堆（10）单向导通到气液分离器（8）的第二单向阀（9）；所述液冷燃料电池堆（6）与气液分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵创新，秦仲阳，苗佩宇，梁世哲，史金辉，张艳伍，钟文义，韩澍，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：