[发明专利]一种用于燃料电池系统的氢气循环系统

权利要求书

1.一种燃料电池系统的氢气循环系统，其特征在于，包括膨胀机一(7)、燃料电池(8)、高压氢罐(9)、压缩机(10)、电动机一(10a)、逆变器(10b)、电磁阀三(12a)、传感器(12b)、氢气循环泵(13)、电动机二(13a)、逆变器(13b)、膨胀机二(14)、气液分离器(17)、燃料电池ECU(11)、稀释器(16)和消声器(18)；

所述的高压氢罐(9)的一端设有两条支路，两条支路上分别设有电磁阀一(9a)与电磁阀二(9b)，通过电磁阀一(9a)与电磁阀二(9b)与膨胀机一(7)和膨胀机二(14)连接；所述的膨胀机一(7)、电动机一(10a)和压缩机(10)依次连接，构成膨胀机和压缩机一体化装置(110)；

所述电动机一(10a)的一端还连接有逆变器(10b)；所述膨胀机一(7)另一端与电磁阀三(12a)相连，膨胀机一(7)与电磁阀三(12a)连接，且两者之间设有传感器(7a)和单向阀(7b)；

所述膨胀机二(14)的一端与电磁阀三(12a)相连，膨胀机二(14)与电磁阀三(12a)之间设有单向阀(14a)；

所述膨胀机二(14)的另一端依次连接有电动机二(13a)和氢气循环泵(13)，构成膨胀机和氢气循环泵一体化装置(100)；所述电动机二(13a)与逆变器(13b)相连；

所述电磁阀三(12a)另一端与燃料电池(8)的阳极相连，所述电磁阀三(12a)与燃料电池(8)的阳极之间设有传感器(12b)；

所述燃料电池(8)的阳极出口连接有气液分离器(17)，气液分离器(17)的一端与氢气循环泵(13)相连；氢气循环泵(13)与燃料电池(8)的阳极相连；

所述燃料电池ECU(11)分别与电磁阀(12)、传感器(12b)、逆变器(10b)、传感器(15b)和逆变器(13b)电性连接，接收它们的电信号并且对其进行实时控制。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统的氢气循环系统，其特征在于，所述气液分离器(17)的另一端还依次连接有稀释器(16)和消声器(18)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统的氢气循环系统，其特征在于，所述氢气循环泵(13)与燃料电池(8)之间还设有单向阀(25)。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种燃料电池系统的氢气循环系统的工作方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1.高压氢罐(9)用于储存氢气；工作时，开启电磁阀一(9a)、电磁阀二(9b)、单向阀(7b)和单向阀(14a)，通过利用高压氢罐(9)中氢气的压力能带动压缩机(10)和氢气循环泵(13)工作，其间传感器(7a)将压力信息传送到燃料电池ECU(11)；

S2.空气通过压缩机(10)被输送到燃料电池(8)的阴极，开启电磁阀三(12a)，氢气被输送到燃料电池(8)的阳极，其间传感器(12b)将压力信息传送到燃料电池ECU(11)；气液分离器(17)将从燃料电池(8)的阳极出口流出的氢气和水分离，氢气循环泵(13)将此处氢气循环传输到燃料电池(8)的阳极，稀释器(16)和消声器(18)将从气液分离器(17)排出的烟雾和燃料电池(8)的阴极出口流出的废气稀释后一起排出到燃料电池系统的外部；

S3.当氧化剂气体供应源向燃料电池(8)停止供应氧化剂气体时，通过燃料电池ECU(11)发送信息使压缩机(10)停止工作，关闭电磁阀一(9a)、电磁阀二(9b)、单向阀(7b)和单向阀(14a)，通过燃料电池ECU(11)利用燃料电池(8)中产生的电能带动氢气循环泵(13)运转；当氧化剂气体供应源向燃料电池(8)正常供应氧化剂气体时，系统将继续如步骤S1和S2进行工作。