[实用新型]一种燃料电池系统

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池系统，通过控制相应电磁阀的开闭实现了燃料一号燃料电池组和二号燃料电池组的分时工作，增大了燃料电池的高效区间，可显著提升燃料电池汽车的经济性，所提出的离心均压器即可有效避免因气路吹扫带来的氢气浪费问题，又可在一定程度上稳定两侧气路的压力进而延长燃料电池的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种燃料电池系统。

背景技术

随着汽车保有量的不断增大，汽车在方便人民生活的同时也带来了严重的环境污染问题。同时由于我国石油的来源主要靠进口，随着汽车保有量的不断提高，我国关于能源的对外依存度不断增大，这严重影响我国的国家安全。近年来燃料电池汽车兴起，特别是在丰田推出Mirai后，各国更加重视燃料电池汽车的研发。燃料电池汽车的核心部件和技术瓶颈目前仍是其燃料电池系统的研发。已提出的一些燃料电池系统方面的专利在一定程度上推动和发展了燃料电池系统。但目前尚无关于燃料电池分时工作方面的专利。同时尚无专利创造性的将燃料电池阴阳极气压稳定系统与气水分离机和二为一。中国专利公布号为CN104241667A中首次提出燃料电池用离心式气水分离器，但其所提出的结构无法进行阴阳极的气压稳定，且其阳极回路上无氢气循环泵，这导致其内气流速度有限，当燃料电池需要气路吹扫时，有限的气流速度难以进行较好的气路吹扫。此外，当阳极气路压力已经较高时，此时若需要进行气路吹扫，则无法进行，这是因为该系统中氢气循环的动力来源于储氢灌，当气路压力已经较高时不应打开储氢灌的阀门，那么氢气气流的速度也无法增大以吹扫气路。中国专利号为CN 106602109 A公开了一种燃料电池均压装置，但该装置没有考虑当阴极和阳极气路的压差过大可能导致一侧气体流向另一侧的情况，特别是当阴极空气进入阳极时可能在阳极形成氢空界面，这会严重影响燃料电池的使用寿命。中国专利号CN101593995A公开了一种无DCDC 的燃料电池稳压系统，该系统并没有实用价值，原因是燃料电池汽车行驶时工况是多变的，驱动电机所需要的电压也是多变的，这必然导致其中各燃料电池组频繁启动和关闭进而严重影响燃料电池的使用寿命。

本实用新型提出的一种燃料电池系统，可实现燃料电池系统的分时工作，这对进一步提升燃料电池系统的工作效率具有重要意义。考虑到现在我国汽车保有量不断提高，交通拥挤问题日益显著。燃料电池汽车在整车匹配时为满足一定动力性的要求，燃料电池的功率不能选的过小。当汽车在夏季行驶到交通拥挤的路段时或者车已经停止但其空调系统需要工作时整车需求功率较低。根据燃料电池系统功率效率曲线可知，在燃料电池低功率处其工作效率急剧下降，所以对于前述的两种情况，目前的控制策略是将燃料电池关闭，电池供电，而当电池SOC下降到下限后再开启燃料电池并使其工作于高校区，这样一来就存在电能的二次转换，相当于此时燃料电池输出的电能转化为电池的化学能再由化学能转化为电能供给负载部件。存在能量的二次转化必然导致其整体效率降低。此外，对电池进行频繁深度的充放电又必然减少电池的使用寿命。因此本实用新型提出一种燃料电池分时工作系统，该系统拓宽了燃料电池的高效区间，可使燃料电池汽车既满足动力性的要求又可在拥挤等小功率时拥有较高的经济性。

本实用新型提出的一种燃料电池系统还拥有一离心均压器总成装置。该装置在进行阳极气路吹扫时可避免阳极气路中氢气的排放浪费，进而消除了排出氢气而带来的安全隐患。阴极气路和阳极气路过大的气压差值或气压波动会严重损害燃料电池的质子交换膜而离心均压器总成可有效降低两气路的压差，减缓两气路的压差波动。本实用新型提出将离心器和均压器集成在一起形成离心均压器总成。此外本实用新型可有效避免阴极氧气通过离心均压器总成进入阳极，这可有效提高燃料电池系统的安全性和使用寿命。

发明内容

本实用新型是为了解决已有燃料电池系统在小功率时效率低、气路吹扫会导致氢气的浪费和两气体回路可能压差过大损害质子交换膜的问题而提出一种燃料电池系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案

一种燃料电池系统，其特征是包括一号燃料电池组8、二号燃料电池组17、阳极回路、阴极回路、离心均压器总成；