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专利号: 202010099559X
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃料电池系统的氢气循环系统,其特征在于,包括膨胀机一(7)、燃料电池(8)、高压氢罐(9)、压缩机(10)、电动机一(10a)、逆变器(10b)、电磁阀三(12a)、传感器(12b)、氢气循环泵(13)、电动机二(13a)、逆变器(13b)、膨胀机二(14)、气液分离器(17)、燃料电池ECU(11)、稀释器(16)和消声器(18);

所述的高压氢罐(9)的一端设有两条支路,两条支路上分别设有电磁阀一(9a)与电磁阀二(9b),通过电磁阀一(9a)与电磁阀二(9b)与膨胀机一(7)和膨胀机二(14)连接;所述的膨胀机一(7)、电动机一(10a)和压缩机(10)依次连接,构成膨胀机和压缩机一体化装置(110);

所述电动机一(10a)的一端还连接有逆变器(10b);所述膨胀机一(7)另一端与电磁阀三(12a)相连,膨胀机一(7)与电磁阀三(12a)连接,且两者之间设有传感器(7a)和单向阀(7b);

所述膨胀机二(14)的一端与电磁阀三(12a)相连,膨胀机二(14)与电磁阀三(12a)之间设有单向阀(14a);

所述膨胀机二(14)的另一端依次连接有电动机二(13a)和氢气循环泵(13),构成膨胀机和氢气循环泵一体化装置(100);所述电动机二(13a)与逆变器(13b)相连;

所述电磁阀三(12a)另一端与燃料电池(8)的阳极相连,所述电磁阀三(12a)与燃料电池(8)的阳极之间设有传感器(12b);

所述燃料电池(8)的阳极出口连接有气液分离器(17),气液分离器(17)的一端与氢气循环泵(13)相连;氢气循环泵(13)与燃料电池(8)的阳极相连;

所述燃料电池ECU(11)分别与电磁阀(12)、传感器(12b)、逆变器(10b)、传感器(15b)和逆变器(13b)电性连接,接收它们的电信号并且对其进行实时控制。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统的氢气循环系统,其特征在于,所述气液分离器(17)的另一端还依次连接有稀释器(16)和消声器(18)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统的氢气循环系统,其特征在于,所述氢气循环泵(13)与燃料电池(8)之间还设有单向阀(25)。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种燃料电池系统的氢气循环系统的工作方法,其特征在于,具体步骤如下:

S1.高压氢罐(9)用于储存氢气;工作时,开启电磁阀一(9a)、电磁阀二(9b)、单向阀(7b)和单向阀(14a),通过利用高压氢罐(9)中氢气的压力能带动压缩机(10)和氢气循环泵(13)工作,其间传感器(7a)将压力信息传送到燃料电池ECU(11);

S2.空气通过压缩机(10)被输送到燃料电池(8)的阴极,开启电磁阀三(12a),氢气被输送到燃料电池(8)的阳极,其间传感器(12b)将压力信息传送到燃料电池ECU(11);气液分离器(17)将从燃料电池(8)的阳极出口流出的氢气和水分离,氢气循环泵(13)将此处氢气循环传输到燃料电池(8)的阳极,稀释器(16)和消声器(18)将从气液分离器(17)排出的烟雾和燃料电池(8)的阴极出口流出的废气稀释后一起排出到燃料电池系统的外部;

S3.当氧化剂气体供应源向燃料电池(8)停止供应氧化剂气体时,通过燃料电池ECU(11)发送信息使压缩机(10)停止工作,关闭电磁阀一(9a)、电磁阀二(9b)、单向阀(7b)和单向阀(14a),通过燃料电池ECU(11)利用燃料电池(8)中产生的电能带动氢气循环泵(13)运转;当氧化剂气体供应源向燃料电池(8)正常供应氧化剂气体时,系统将继续如步骤S1和S2进行工作。