[发明专利]含有保护气体的燃料电池进气、排气控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池控制技术领域，特别是指含有保护气体的燃料电池进气、排气控制装置。

背景技术

随着科学技术的发展，清洁、绿色的能源将成为未来社会的主要能源。其中，燃料电池将作为首选的清洁能源。

燃料电池是以膜电极集合体(简称MEA)组成的基本单元中加入一定压力的氢气和氧气进行电化学的反应而发电。

燃料电池在正常工作前，其内部没有氢气和氧气不能工作，氢气和氧气就要均匀缓慢且等压力地加入到燃料电池中，当燃料电池内的氢气和氧气达到额定压力后，燃料电池才能正常工作。

当要关闭燃料电池时，由于其内部有一定压力的氢气和氧气，所以就要均匀缓慢且等压力地将氢气和氧气排放掉，使燃料电池内部氢气氧气压力降为常压。

目前燃料电池控制装置可参见图1，包括氢气瓶、氧气瓶、燃料电池，氢气瓶上安装有氢气减压阀101，氧气瓶上安装有氧气减压阀102，燃料电池工作时，首先打开氢气瓶氧气瓶的阀门，再手动缓慢的调节氢气减压阀101和氧气减压阀102，尽量使氢气和氧气均匀缓慢且等压力地加入到燃料电池中，当达到额定压力后，燃料电池系统开启完成就可以正常使用了。

燃料电池系统关闭时，首先关闭氢气瓶氧气瓶的阀门，再关闭氢气减压阀和氧气减压阀，然后通过手动适当打开氢气排气阀门103和氧气排气阀门104，尽量使燃料电池内部氢气氧气均匀缓慢且等压力的排放，直到压力降为零，最后关闭氢气排气阀门103和氧气排气阀门104，燃料电池关闭。在燃料电池工作过程中，产生的水分别存储在氢气气液分离罐105、氧气气液分离罐106中。

上述燃料电池的开启和关闭是通过手动控制两个进气阀、两个排气阀来实现的，但由于这种手动控制不够准确，难以保证氢气和氧气在进气过程中压力相等，可能导致燃料电池内部的膜电极由于所受氢气氧气压力不平衡而损坏；也难以保证氢气和氧气均匀缓慢地通入燃料电池内部，可能因进气速度过快发生起火自燃的事故。燃料电池系统关闭后，仍有氢气、氧气留在燃料电池内部，燃料电池也还有电压，存在起火自燃、意外放电等风险。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供含有保护气体的燃料电池进气、排气控制装置，以解决上述手动控制燃料电池的开启/关闭不够准确，容易发生事故的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种含有保护气体的燃料电池进气、排气控制装置，包括：

控制燃料电池氧气进气的氧气进气电磁阀、控制燃料电池氧气排气的氧气排气电磁阀、控制燃料电池氢气进气的氢气进气电磁阀、控制燃料电池氢气排气的氢气排气电磁阀；控制燃料电池氮气进气的氮气进气电磁阀，所述氮气进气电磁阀分别连接氮氢气连通电磁阀、氮氧气连通电磁阀，所述氮氢气连通电磁阀与所述氢气进气电磁阀连接同一条气路，所述氮氧气连通电磁阀与所述氧气进气电磁阀连接同一条气路；所述各个电磁阀与单片机输出控制信号的引脚连接，所述单片机的输入控制信号的引脚连接打开所述进气电磁阀、连通电磁阀的进气开关、打开所述排气电磁阀的排气开关。

优选的，所述各个电磁阀与所述单片机之间还连接有放大所述控制信号的三级管。

优选的，所述三极管为NPN型、或PNP型。

优选的，所述三极管的基极连接所述单片机输入信号输出信号的引脚，发射极接地，集电极连接所述电磁阀。

优选的，所述各个电磁阀与所述单片机之间还连接有调节电阻。

本发明还提供一种含有保护气体的燃料电池进气、排气控制装置，包括：

控制燃料电池氧气进气的氧气进气电磁阀、控制燃料电池氧气排气的氧气排气电磁阀、控制燃料电池氢气进气的氢气进气电磁阀、控制燃料电池氢气排气的氢气排气电磁阀；控制燃料电池氮气进气的氮气进气电磁阀，所述氮气进气电磁阀分别连接两个单向阀，一个单向阀与所述氢气进气电磁阀连接同一条气路，另一个单向阀与所述氧气进气电磁阀连接同一条气路；所述各个电磁阀与单片机输出控制信号的引脚连接，所述单片机的输入控制信号的引脚连接打开所述进气电磁阀的进气开关、打开所述排气电磁阀的排气开关。

优选的，所述各个电磁阀与所述单片机之间还连接有放大所述控制信号的三级管。

优选的，所述三极管为NPN型、或PNP型。

优选的，所述三极管的基极连接所述单片机输出信号的引脚，发射极接地，集电极连接所述电磁阀。

优选的，所述各个电磁阀与所述单片机之间还连接有调节电阻。