[发明专利]燃料电池再生控制方法及燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池再生控制方法，该方法包括：

短路脉冲控制：当燃料电池的输出功率下降至小于额定功率时，对燃料电池的阴极和阳极连续施加周期性短路电脉冲；

当燃料电池的输出功率恢复至额定功率时，保持短路脉冲控制，再生控制程序调试完成；

当燃料电池的输出功率未恢复至额定功率时，所述短路脉冲控制进一步包括保持短路电脉冲时间不变，缩短短路电脉冲周期的操作；

优选地，所述短路电脉冲的周期为2-20s，所述短路电脉冲的时间为0.1-0.5s，单电池短路电位小于等于0.4V；

更优选地，所述短路电脉冲的周期为3-10s，所述短路电脉冲的时间为0.1-0.2s，单电池短路电位为小于等于0.2V。

2.根据权利要求1所述的燃料电池再生控制方法，其中，在进行短路脉冲控制后，当燃料电池的输出功率未恢复至额定功率时，所述燃料电池再生控制方法包括在保持短路脉冲控制的同时，启动阳极配氧控制：向燃料电池的阳极通入氧化剂；

当燃料电池的输出功率恢复至额定功率时，保持短路脉冲控制和阳极配氧控制，再生控制程序调试完成；

当燃料电池的输出功率未恢复至额定功率时，所述阳极配氧控制进一步包括增大向燃料电池阳极通入的氧化剂的配入量的操作。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，在所述阳极配氧控制中，所述氧化剂为空气和/或氧气；

优选地，所述阳极配氧控制包括将氧化剂先与燃料电池阳极所用的燃料气混合，再通入阳极的操作；

优选地，当所述氧化剂为空气、且燃料气中杂质的浓度小于等于100ppm时，所述氧化剂在燃料气中的配入量小于4vol％；更优选为小于2vol％；

优选地，所述氧化剂与燃料气混合后，经脱水通入燃料电池的阳极。

4.根据权利要求2或3所述的燃料电池再生控制方法，其中，在进行阳极配氧控制后，当燃料电池的输出功率未恢复至额定功率时，所述燃料电池再生控制方法包括在保持短路脉冲控制和阳极配氧控制的同时，启动电堆调控：提高燃料电池的工作温度、工作湿度和工作压力；

当燃料电池的输出功率恢复至额定功率时，保持短路脉冲控制、阳极配氧控制和电堆调控，再生控制程序调试完成；

当燃料电池的工作温度、工作湿度和工作压力均已达到最大值、而燃料电池的输出功率未恢复至额定功率时，停止短路脉冲控制、阳极配氧控制和电堆调控，并停止对燃料电池的阳极通入燃料气；

优选地，所述燃料电池的工作温度为70-90℃，所述燃料电池的工作压力为0.1-0.5MPa，所述燃料电池的工作湿度为满足燃料电池阳极的电池燃料的露点温度小于等于燃料电池工作温度的湿度条件；

更优选地，所述燃料电池的工作温度为70-80℃，所述燃料电池的工作压力为0.2-0.3MPa。

5.一种燃料电池系统，其包括供氢单元、燃料电池、电源控制器、过滤器、水气分离器；

其中，所述供氢单元、水气分离器、燃料电池的阳极依次连接；

所述过滤器分别设有与燃料电池的阴极的入口连接的第一出口，以及与水气分离器的入口连接的第二出口；

所述供氢单元的出口与所述水气分离器的入口之间设有第一换热器；

所述电源控制器用于检测燃料电池的输出功率，并在输出功率小于额定功率时在燃料电池的阳极和阴极之间施加短路电脉冲；

所述燃料电池设有第二换热器和压力调节阀；

优选地，所述过滤器的第一出口与燃料电池的阴极的入口之间设有第一供热器；

优选地，所述过滤器的第二出口与供氢单元的出口和水气分离器的入口之间的通道相连；更优选地，所述过滤器的第二出口与供氢单元的出口和第一换热器之间的通道连接。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，所述水气分离器的出口与燃料电池的阳极的入口之间设有杂质传感器；

优选地，所述水气分离器的出口还与供氢单元的入口相连，所述杂质传感器位于水气分离器的出口与供氢单元的入口之间；

更优选地，所述水气分离器的出口与燃料电池的阳极的入口、供氢单元的入口之间设有控制阀，所述杂质传感器位于水气分离器和控制阀之间。