[发明专利]燃料电池系统及其控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池堆，被配置用于发电并且具有阳极和阴极；

阳极再循环回路，包括所述阳极并且具有第一路径和第二路径，其中，所述阳极布置在第二路径中；

燃料供应装置，用于经由燃料馈送路径提供燃料气体，其中，在燃料电池系统的正常操作期间，燃料馈送路径和第一路径在合并点处合并而形成第二路径，并且第二路径在分离点处分成第一路径和燃料排气路径；

空气供应装置，用于经由空气馈送路径将空气提供到燃料电池堆的阴极；

阳极鼓风机，其位于所述阳极再循环回路中并且被配置用于驱动通过所述阳极再循环回路的循环；以及

切换元件，其位于第一路径和合并点中的至少一个中，并且被配置为在所述阳极鼓风机故障的情况下迫使燃料气体流过第二路径到燃料排气路径。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，当接收到所述阳极鼓风机的故障的信号时，所述切换元件被触发并且所述第一路径被断开，以防止燃料气体流过第一路径到燃料排气路径。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括：

压力控制装置，用于在燃料电池系统关闭时维持阳极压力高于阴极压力。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，所述阳极再循环回路还包括：

重整器，其位于第二路径中且在所述阳极的上游。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，所述压力控制装置包括阳极压力控制阀，所述阳极压力控制阀用于单独地调节所述阳极压力，以便在燃料电池系统关闭时维持所述阳极压力高于所述阴极压力。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，还包括：

催化燃烧器，其用于燃烧来自阳极出口的燃料排气和来自阴极出口的空气排气，其中，所述阳极压力控制阀位于所述分离点和所述催化燃烧器之间。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池堆、所述重整器和所述催化燃烧器被密封在热箱中，并且所述阳极压力控制阀位于所述分离点之后且所述热箱之前。

8.根据权利要求4所述的燃料电池系统，还包括：

催化燃烧器，其用于燃烧来自阳极出口的燃料排气和来自阴极出口的空气排气；以及

第一空气热交换器和第二空气热交换器，所述第一空气热交换器和所述第二空气热交换器依次位于所述空气馈送路径中，其中，所述第一空气热交换器被配置用于将来自高温气体的热传递至由空气供应装置提供的冷空气，并且所述第二空气热交换器被配置用于将来自所述催化燃烧器的高温燃烧器排气的热传递至来自所述第一空气热交换器的出口的暖空气。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，所述压力控制装置包括孔口，并且所述孔口位于所述第一空气热交换器的下游。

10.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，所述高温气体包括来自所述第二空气热交换器的出口的气体。

11.根据权利要求8所述的燃料电池系统，还包括：

阳极热交换器，被配置用于将来自所述催化燃烧器的高温燃烧器排气的热传递到所述重整器，其中，所述高温气体包括来自所述阳极热交换器的出口的气体。

12.根据权利要求11所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池堆、所述重整器、所述催化燃烧器、所述第二空气热交换器和所述阳极热交换器被密封在热箱中。

13.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述切换元件包括止回阀、电磁阀、故障安全三通阀、或其组合。