[发明专利]燃料电池氢气循环系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池氢气循环系统及其控制方法，其中，系统包括：引射器，引射器的氢气入口与氢气供应端相连，引射器的氢气出口与电堆入口相连，以形成进气通路；引射器的氢气二次循环入口与分水器一端相连，以形成氢气循环通路，其中，分水器另一端与电堆出口相连；氢气循环泵，氢气循环泵的一端与进气通路相连，氢气循环泵的另一端与氢气循环通路相连；控制器，用于根据当前所处工况控制引射器和/或氢气循环泵工作。该系统有效解决了燃料电池氢气循环系统进气高效性、节能性以及引射器和循环泵切换模式时的连续性问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池氢气循环系统及其控制方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池作为最受瞩目的氢能发展方向之一，具备产物无污染，能量转换效率高等优点，已广泛应用于混合动力车辆、移动便携设备、无人机等领域。燃料电池系统建模对于其性能分析、优化设计与控制策略开发等具有重要意义。

相关技术中，依据面向对象不同，燃料电池氢气循环系统主要包括引射器和循环泵两种方案。然而，引射器虽然具有节能的优点，但其在电堆输出功率较低时，工作效率低下；循环泵虽然效果明显，但在电堆高输出功率时能耗较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种燃料电池氢气循环系统，该系统有效解决了燃料电池氢气循环系统进气高效性、节能性以及引射器和循环泵切换模式时的连续性问题。

本发明的另一个目的在于提出一种燃料电池氢气循环系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种燃料电池氢气循环系统，包括：引射器，所述引射器的氢气入口与氢气供应端相连，所述引射器的氢气出口与电堆入口相连，以形成进气通路；所述引射器的氢气二次循环入口与分水器一端相连，以形成氢气循环通路，其中，所述分水器另一端与电堆出口相连；氢气循环泵，所述氢气循环泵的一端与所述进气通路相连，所述氢气循环泵的另一端与所述氢气循环通路相连；控制器，用于根据当前所处工况控制所述引射器和/或氢气循环泵工作。

本发明实施例的燃料电池氢气循环系统，通过将氢气循环泵与引射器混合连接的方式，根据不同工况需求切换工作模式，达到提升电堆性能与降低能耗的效果，有效满足系统低功耗要求的同时提高氢气利用率，且结构简单可靠、切换过程平缓、成本低，适用范围广，有效解决了燃料电池氢气循环系统进气高效性、节能性以及引射器和循环泵切换模式时的连续性问题。

另外，根据本发明上述实施例的燃料电池氢气循环系统还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：第一单向阀和第二单向阀，其中，所述第一单向阀设置于氢气循环泵的一端与所述进气通路之间，所述第二单向阀设置于所述引射器的氢气二次循环入口与所述分水器之间。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：压力传感器，其中，所述压力传感器用于检测所述进气通路的压力值，并于目标进气压力作对比。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：排水阀，所述排水阀设置于所述电堆入口处，用于排出进入电堆气体中多余的液态水。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：PURGE阀，所述PURGE阀设置于所述电堆出口处，用于脉冲排气。