[发明专利]燃料电池空气供给系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种燃料电池空气供给系统，包括：燃料电池堆，用于电化学反应发电；空气压缩机，用于将空气输送到燃料电池堆；电机，用于驱动空气压缩机工作；电力转换装置，用于调节提供给电机的电力；温度调节装置和湿度调节装置，用于调节供给空气的温度和湿度，使符合目标参数；传感器组件，用于测量供给空气的压力、温度、湿度、流量、以及空气压缩机的转速；旁通支路，用于排出流量过剩的空气；旁通阀，用于控制旁通支路的开启面积；空气过滤装置，用于过滤供给空气中的杂质；控制器，用于控制各个模块的工作。本发明将阴极进气系统作为一个整体进行单独考虑和控制，在不同运行工况下，向燃料电池堆精确供给参数最适宜的空气。 1

主权项

1.一种燃料电池空气供给系统，其特征在于，包括：

燃料电池堆，用于通过氧化剂气体和燃料气体之间的电化学反应发电；

空气压缩机，用于将作为氧化剂气体的空气输送到所述燃料电池堆的阴极；

电机，与所述空气压缩机相连，用于驱动所述空气压缩机工作；

电力转换装置，连接在所述燃料电池堆与所述电机之间，用于调节提供给所述电机的电力；

温度调节装置，连接在所述空气压缩机和所述燃料电池堆之间，用于调节供给空气的温度，使供给空气的温度符合目标参数；

湿度调节装置，连接在所述空气压缩机和所述燃料电池堆之间，位于所述温度调节装置的下游，用于调节供给空气的湿度，使供给空气的湿度符合目标参数；

传感器组件，用于测量供给空气的压力、温度、湿度、流量、以及所述空气压缩机的转速；

旁通支路，连接在所述空气压缩机和所述温度调节装置之间，用于排出流量过剩的空气；

旁通阀，用于控制所述旁通支路的开启面积；

空气过滤装置，用于过滤供给空气中的杂质；

控制器，用于控制所述空气压缩机、所述电力转换装置、所述温度调节装置、所述湿度调节装置、所述传感器组件和所述旁通阀工作。

2.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统，其特征在于，所述燃料电池空气供给系统还包括：

蓄电池，连接在所述电力转换装置与所述电机之间，用于作为所述空气压缩机的电机的电源。

3.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统，其特征在于，所述空气压缩机为离心式空气压缩机，包括单级或多级结构。

4.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统，其特征在于，所述温度调节装置为中冷器。

5.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统，其特征在于，所述传感器组件包括：

压力传感器，用于测量供给空气的压力；

温度传感器，用于测量供给空气的温度；

湿度传感器，用于测量供给空气的湿度；

流量传感器，用于测量供给空气的流量；

转速传感器，用于测量所述空气压缩机的转速；

所述压力传感器和所述流量传感器安装在所述空气压缩机的入口处，所述温度传感器安装在所述温度调节装置的入口处，所述湿度传感器安装在所述湿度调节装置的入口处，所述转速传感器安装在所述空气压缩机与所述控制器之间。

6.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统，其特征在于，所述空气过滤装置包括粗过滤装置和细过滤装置，所述粗过滤装置设置在所述空气压缩机的入口处，所述细过滤装置设置在所述空气压缩机与所述温度调节装置之间，且位于所述旁通支路之后。

7.一种燃料电池空气供给系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用传感器组件测量供给空气的压力、温度、湿度、流量、以及空气压缩机的转速；

控制器根据所述传感器组件测量的数据以及预先设置的目标参数对所述空气压缩机、温度调节装置、湿度调节装置、电力转换装置、旁通阀进行调节，以向燃料电池堆输送符合目标参数的空气。