[发明专利]一种燃料电池系统及其运行控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统，其特征在于包括电堆、气体压缩装置、增湿混合装置、气液分离装置和流量控制装置；

所述气体压缩装置具有气体压缩端及增压涡轮；

所述增湿混合装置包括气体进口、液体进口及混合出口，所述气体进口与所述气体压缩装置的气体压缩端的至少一个出口连接，所述液体进口与所述流量控制装置的出口连接，所述混合出口连接至所述电堆的阴极入堆管路；

所述电堆的出堆管路连接至所述气体压缩装置的增压涡轮，所述增压涡轮的出口连接有气液分离装置；

所述气液分离装置的出液口连接至所述流量控制装置的入口；

所述气体压缩装置的气体压缩端包括第一压轮、压缩电机及第二压轮，所述第一压轮具有第一压轮出口，第二压轮具有第二压轮出口；

所述第一压轮出口连接至所述电堆的阴极入堆管路，并且所述第一压轮出口还连接有与第二压轮相连通的加压旁路，用于将第一压轮的部分出口气体输送至第二压轮继续压缩；

所述增湿混合装置的气体进口与气体压缩端的第二压轮出口连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一压轮、压缩电机、第二压轮与所增压涡轮同轴设置。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体压缩装置还包括次级压缩电机，所述第一压轮、压缩电机与所增压涡轮同轴设置，所述第二压轮由所述次级压缩电机驱动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述增湿混合装置包括引射器或气液混合腔，所述增湿混合装置的液体进口处设置有雾化喷嘴。

5.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述流量控制装置包括电磁阀或循环泵。

6.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，在电堆与增压涡轮之间的出堆管路上设置有初级气液分离器，所述初级气液分离器的出液口连接至所述流量控制装置的入口。

7.一种如权利要求1-6任一项所述燃料电池系统的运行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1 检测所述电堆的含水量，判断是否处于正常工作状态，若是，执行步骤S3，若否，执行步骤S2；

S2 调整所述流量控制装置的工作状态，以改变对所述增湿混合装置的液态水供应，然后重新执行步骤S1；

S3 维持所述流量控制装置当前的工作状态。

8.一种如权利要求3所述燃料电池系统的运行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1 检测所述电堆的含水量，判断是否处于正常工作状态，若是，执行步骤S3，若否，执行步骤S2；

S2 改变所述次级压缩电机的转速，并调整所述流量控制装置的工作状态，以改变对所述增湿混合装置的液态水供应，然后重新执行步骤S1；

S3 维持所述次级压缩电机的转速以及所述流量控制装置当前的工作状态。