[实用新型]一种用于限制车载燃料电池高电位的系统

说明书

本实用新型公开了一种用于限制车载燃料电池高电位的系统，包括燃料电池发动机、DC/DC变换器、逆变器、电机、放电电阻；燃料电池发动机与DC/DC变换器、逆变器、电机依次连接，用于为电机提供电力，燃料电池发动机包括燃料电池电堆；DC/DC变换器用于对燃料电池发动机输出的电压进行调整，并输出固定电压；逆变器用于将DC/DC变换器输出的直流电流转换为交流电流，并输出电力供应给电机，电机的控制端与燃料电池汽车的整车控制器电性连接；放电电阻并联在所述燃料电池发动机的两端，用于与燃料电池发动机形成放电回路。本系统通过设置放电电阻回路，实现自动限制燃料电池高电位，使得燃料电池系统不会出现开路工况状态，有效较小电堆膜电极的衰减。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池发电装置领域，具体涉及一种用于限制车载燃料电池高电位的系统。

背景技术

燃料电池是一种将燃料中的化学能转化为电能的装置，膜电极是燃料电池发动机的核心，在膜电极的阳极，氢气穿透多孔性材料，在催化剂表面上发生电化学反应，失去电子，变为带正电的离子，正离子可通过迁移穿过质子交换膜，到达膜电极的另一端阴极，在膜电极的阴极，氧气通过穿透多孔性材料，在催化剂表面发生电化学反应得到电子，形成负离子。在阴极端的形成的负离子和阳极端迁移过来的正离子发生反应，反应生成水。膜电极两端用导电物体将发生电化学反应过程中生成的电子，通过外电路引出，构成电路回路。

开路工况下，PEMFC(质子交换膜燃料电池)在高温、低湿的条件下运行，由于PEMFC不产生电流，氢气和空气没有发生电化学反应，所以PEMFC中气体的分压大。在开路工况下，氢气渗透通量最大。渗透的气体在催化剂的作用下发生电化学反应产生水，分解产生自由基，加速质子交换膜以及催化层中离子交换树脂的衰减。研究了质子交换膜的厚度对于膜电极衰减速率的影响，研究发现质子交换膜厚度越小，氢气渗透通量越大，膜电极衰减速度越快。因此，燃料电池应避免在开路工况下运行。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于限制车载燃料电池高电位的系统，有效避免电堆在开路状态下运行，降低电池的衰减。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种用于限制车载燃料电池高电位的系统，包括燃料电池发动机、DC/DC变换器、逆变器、电机、放电电阻；

所述燃料电池发动机与DC/DC变换器、逆变器、电机依次连接，用于将化学能转换为电能，为电机提供电力，燃料电池发动机包括燃料电池电堆；

所述DC/DC变换器用于对燃料电池发动机输出的电压进行调整，并输出固定电压；

所述逆变器用于将DC/DC变换器输出的直流电流转换为交流电流，并输出电力供应给电机，所述电机的控制端与燃料电池汽车的整车控制器电性连接；

所述放电电阻并联在所述燃料电池发动机的两端，用于与燃料电池发动机形成放电回路，以降低燃料电池电堆单片电池电压。

作为上述方案的优选，还包括锂电池，所述锂电池与DC/DC变换器并联连接，用于当电机的请求功率大于燃料电池发动机当前的发电功率时，与燃料电池发动机共同通过逆变器为电机供电，及当锂电池没电时，从燃料电池发动机接受电能。

作为上述方案的优选，还包括第一继电器、燃料电池ECU控制器，所述第一继电器两端分别与放电电阻和燃料电池发动机连接，第一继电器的控制端与燃料电池ECU控制器连接，第一继电器用于在燃料电池ECU控制器的控制下吸合，与放电电阻、燃料电池发动机构成放电回路，所述燃料电池ECU控制器与燃料电池汽车的整车控制器通讯连接。

作为上述方案的优选，还包括负载继电器，负载继电器的两端分别与DC/DC变换器和燃料电池发动机连接，负载继电器的控制端与燃料电池ECU控制器连接。