[发明专利]燃料电池电堆系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池电堆系统及控制方法。其中，燃料电池电堆系统，包括控制器和电堆，所述电堆包括电堆端板、膜电极、温度传感器和加热器，所述膜电极包括第一膜电极和第二膜电极，所述第二膜电极为高温膜电极，所述第一膜电极和第二膜电极均设置在电堆端板上，所述第二膜电极设置在电堆端板的两侧，所述第二膜电极上设置温度传感器和加热器，温度传感器与加热器均与控制器电连接，温度传感器的温度信号传送至控制器，控制器根据温度信号控制加热器。通过加热器将电堆进出口的端板位置的水蒸发掉，从而避免电堆在运行时因出现堵水而导致单片低故障的问题。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆系统及控制方法。

背景技术

燃料电池发动机的应用场景十分的广泛，应用环境也十分的广泛，在能够在-30℃的环境中运行，其中在发动机中核心零部件为燃料电池电堆，其工作原理为氢气和氧气进入内部，发生电化学反应后对外发电。当然燃料电池电堆在低温下运行时会出现一些问题，如在启动运行一段时间后，由于环境温度比较低，电堆端板相对于环境存在较大的换热，在电堆进出口的端板位置会存在堵水，使得电堆在运行时因出现堵水而导致单片低故障的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种燃料电池电堆系统及控制方法，至少部分的解决现有技术中电堆进出口的端板位置堵水，导致单片低故障的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种燃料电池电堆系统，包括控制器和电堆，所述电堆包括电堆端板、膜电极、温度传感器和加热器，所述膜电极包括第一膜电极和第二膜电极，所述第二膜电极为高温膜电极，所述第一膜电极和第二膜电极均设置在电堆端板上，所述第二膜电极设置在电堆端板的两侧，所述第二膜电极上设置温度传感器和加热器，温度传感器与加热器均与控制器电连接，温度传感器的温度信号传送至控制器，控制器根据温度信号控制加热器。

可选的，所述高温膜电极的工作温度大于100℃。

可选的，所述温度传感器为温度传感器贴片，所述温度传感器贴片贴附在第二膜电极的外壁上。

可选的，所述温度传感器为PT100温度传感器。

可选的，所述加热器为加热贴片，所述加热贴片贴附在第二膜电极的外壁上。

可选的，所述加热器为PTC加热贴片。

可选的，所述温度传感器与控制器之间设置采样电路，所述采样电路包括运放器A1，所述运放器A1的同相输入端串联电阻R1，运放器A1的同相输入端与地之间串联电阻R2，电阻R1与电容C1组成串联电路与电阻R2并联，所述电容C1与电阻R2连接节点接地，运放器A1的反相输入端与输出端之间串联电阻R3，运放器A1的输出端与地之间串联电阻R4和电容C2。

可选的，所述电阻R1的电阻值为10KΩ，电阻R2的电阻值为15KΩ，电阻R3的电阻值为100KΩ，电阻R4的电阻值为1KΩ。

可选的，所述电容C1的电容值为4.7nF，所述电容C2的电容值为20pF。

第二方面，本公开实施例还提供了一种燃料电池电堆系统控制方法，应用于第一方面任一所述的系统，

当燃料电池开机后，控制器控制加热器加热，温度传感器将检测的温度信号传送至控制器，控制器控制加热器加热至设定温度从而使电堆端板两侧处的水汽化。

本发明提供的燃料电池电堆系统及控制方法，其中该燃料电池电堆系统，通过设定温度传感器、控制器和加热器，通过加热器将电堆进出口的端板位置的水蒸发掉，从而避免电堆在运行时因出现堵水而导致单片低故障的问题，温度传感器和控制器用于控制加热温度，防止高温对电堆造成伤害，而在两侧及电堆进出口的端板上设置高温膜电极，避免加热造成电极故障。

附图说明