CN105322204B - 燃料电池的尾气处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池的尾气处理方法和系统。其中,该系统包括:燃料电池、风扇以及分别与该燃料电池和该风扇连接的控制器,其中,该燃料电池,用于消耗输入的燃料气并排出尾气;该控制器,用于获取该尾气的第一流量,根据该第一流量得到稀释该尾气所需的第一风量,并根据该第一风量按照预设策略生成控制信号;该风扇,用于根据该控制信号产生吹向该尾气的风力。本发明解决了尾气处理成本高、实现复杂的技术问题。

Description

燃料电池的尾气处理方法和系统
技术领域
本发明涉及燃料电池领域,具体而言,涉及一种燃料电池的尾气处理方法和系统。
背景技术
燃料电池系统设计一般分为阳极死端和活端两种设计方案,这两种方案都会在阳极气体排放口排出未反应的燃料气,尤其是活端设计方案。排放的气体含有氢气、水蒸气和极少量的杂质气体,氢气浓度一般处于爆炸范围内(4.0%~75.6%体积浓度),处理不当会产生安全隐患。
现有技术主要通过两种实现方式实现尾气的稀释,一种实现方式是通过汽水分离及混合装置将从燃料电池堆中排放的阴极尾气和阳极尾气按比例混合,将水分离后进行排放;一种实现方式是通过增添尾气处理单元进行尾气处理。该单元利用燃料电池的原理,在尾气处理单元中添加催化剂,将阳极尾气中的少量氢气用催化反应的方式消耗掉。
但是,在现有技术中,一般都需要增加额外的装置,比如上述的“汽水分离及混合装置”和“尾气处理单元”等。这种处理措施增加了系统的制造成本,提高了系统的复杂性,降低了系统的可靠性。
针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种燃料电池的尾气处理方法和系统,以至少解决尾气处理成本高、实现复杂的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种燃料电池的尾气处理系统,包括:
包括:燃料电池、风扇以及分别与所述燃料电池和所述风扇连接的控制器,其中,
所述燃料电池,用于消耗输入的燃料气并排出尾气;
所述控制器,用于获取所述尾气的第一流量,根据所述第一流量得到稀释所述尾气所需的第一风量,并根据所述第一风量按照预设策略生成控制信号;
所述风扇,用于根据所述控制信号产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,所述控制器获取输入所述燃料电池的燃料气的第二流量以及所述燃料电池消耗的燃料气的第三流量,并通过以下公式计算得到所述尾气的第一流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为所述第一流量,Qin为所述第二流量,Qr为所述第三流量且所述Qr=1.05*10-8*n*I,n为所述燃料电池的节电池个数,I为所述燃料电池的工作电流。
进一步地,所述控制器通过以下公式计算得到稀释所述尾气所需的第一风量:
其中,W为稀释所述尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为所述第一流量,a%为所述尾气所需的稀释浓度。
进一步地,所述控制器获取所述燃料电池散热所需的第二风量,在确定所述第一风量小于或者等于所述第二风量时,生成所述控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述第二风量产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,所述控制器在确定所述第一风量大于所述第二风量且所述第一风量小于或者等于所述风扇的最大工作风量时,确定所述燃料电池的温度是否小于预设温度,在所述燃料电池的温度大于或者等于所述预设温度时,所述控制器生成所述控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,所述系统还包括:冷却剂循环泵;所述控制器在所述燃料电池的温度小于所述预设温度时,停止冷却剂循环泵,并生成所述控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,所述控制器在确定所述第一风量大于所述风扇的最大工作风量时,降低所述燃料电池的供给过量比或者增大所述燃料电池的输出电能,所述控制器生成控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述最大工作风量产生吹向所述尾气的风力,其中,所述供给过量比为所述燃料气实际的输入量与所述燃料气实际的反应量之比。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种燃料电池的尾气处理方法,包括:
获取燃料电池排出的尾气的第一流量;
根据所述第一流量得到用于稀释所述尾气所需的第一风量;
根据所述第一风量按照预设策略控制风扇产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,所述获取燃料电池排出的尾气的第一流量包括:
获取输入所述燃料电池的燃料气的第二流量以及所述燃料电池消耗的燃料气的第三流量,并通过以下公式计算得到所述尾气的第一流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为所述第一流量,Qin为所述第二流量,Qr为所述第三流量且所述Qr=1.05*10-8*n*I,n为所述燃料电池的节电池个数,I为所述燃料电池的工作电流。
进一步地,所述根据所述第一流量得到稀释所述尾气所需的第一风量包括:
通过以下公式计算得到稀释所述尾气所需的第一风量:
其中,W为稀释所述尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为所述第一流量,a%为所述尾气所需的稀释浓度。
进一步地,所述根据所述第一风量按照预设策略控制风扇产生用于稀释所述尾气并吹向所述尾气的风力包括:
获取所述燃料电池散热所需的第二风量,在确定所述第一风量小于或者等于所述第二风量时,控制所述风扇按照所述第二风量产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,在确定所述第一风量大于所述第二风量且所述第一风量小于或者等于所述风扇的最大工作风量时,确定所述燃料电池的温度是否小于预设温度,在所述燃料电池的温度大于或者等于所述预设温度时,所述控制器控制所述风扇按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,在所述燃料电池的温度小于所述预设温度时,停止冷却剂循环泵,并控制所述风扇按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
进一步地,在确定所述第一风量大于所述风扇的最大工作风量时,降低所述燃料电池的供给过量比或者增大所述燃料电池的输出电能,并控制所述风扇按照所述最大工作风量产生吹向所述尾气的风力。其中,所述供给过量比为所述燃料气实际的输入量与所述燃料气实际的反应量之比。
本发明实施例提供一种燃料电池的尾气处理系统,该系统包括燃料电池、风扇以及分别与该燃料电池和该风扇连接的控制器,其中,该燃料电池,用于消耗输入的燃料气并排出尾气;该控制器,用于获取该尾气的第一流量,根据该第一流量得到稀释该尾气所需的第一风量,并根据该第一风量按照预设策略生成控制信号;该风扇,用于根据该控制信号产生吹向该尾气的风力。这样,通过风扇对尾气进行稀释,避免了在系统中增加额外的尾气处理装置,从而解决了尾气处理成本高、实现复杂的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的一种可选的燃料电池的尾气处理系统的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的另一种可选的燃料电池的尾气处理系统的结构示意图;
图3是根据本发明实施例的一种可选的燃料电池的尾气处理方法的流程示意图;
图4是根据本发明实施例的另一种可选的燃料电池的尾气处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是根据本发明实施例的一种燃料电池的尾气处理系统,如图1所示,该系统包括燃料电池10、风扇11以及分别与该燃料电池10和该风扇11连接的控制器12,其中,
该燃料电池10,用于消耗输入的燃料气并排出尾气。
需要说明的是,本发明实施例中的尾气可以是阳极尾气,该阳极尾气含有氢气、水蒸气和极少量的杂质气体,且氢气浓度一般处于爆炸范围内(4.0%~75.6%体积浓度),因此需要稀释该阳极尾气,避免安全隐患,而阴极气体以空气为主,在本发明实施例中,也可以将阴极尾气引入阳极尾气中混合后进行稀释,以提高稀释的效果。
该控制器12,用于获取该尾气的第一流量,根据该第一流量得到稀释该尾气所需的第一风量,并根据该第一风量按照预设策略生成控制信号。
可选地,该控制器12获取输入该燃料电池10的燃料气的第二流量以及该燃料电池10消耗的燃料气的第三流量,并通过以下公式计算得到该尾气的第一流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为该第一流量,Qin为该第二流量,Qr为该第三流量且该Qr=1.05*10-8*n*I,n为该燃料电池10的节电池个数,I为该燃料电池10的工作电流。
可选地,该控制器12通过以下公式计算得到稀释该尾气所需的第一风量:
其中,W为稀释该尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为该第一流量,a%为该尾气所需的稀释浓度。
该风扇11,用于根据该控制信号产生吹向该尾气的风力。
其中,该风扇为该燃料电池对应的散热风扇,该尾气可以通过该燃料电池的排气管引至该风扇吹风处(如出风口或进风口),从而通过风扇的风力对尾气进行稀释。
采用上述燃料电池的尾气处理系统,通过风扇对尾气进行稀释,避免了在系统中增加额外的尾气处理装置,从而解决了尾气处理成本高、实现复杂的技术问题。
需要说明的是,本发明实施例提供的燃料电池的尾气处理系统可以是带散热子系统的常规水冷燃料电池系统,也可以是常规风冷系统,本发明对此不作限定,如图2所示,提供一种燃料电池的尾气处理系统,包括控制器、用于提供燃料的燃料供给单元和用于提供氧化气的空气供给单元、燃料电池堆以及散热风扇,控制器分别与燃料供给单元和空气供给单元连接,用于控制燃料供给单元和空气供给单元的供给量,燃料供给单元和空气供给单元分别将燃料和氧化气输入燃料电池堆,燃料电池堆进行反应后,排出阳极尾气和阴极尾气,该控制器与散热风扇相连,并由控制器控制散热风扇产生风力对该阳极尾气进行稀释。
可选地,该控制器12获取该燃料电池10散热所需的第二风量,在确定该第一风量小于或者等于该第二风量时,生成该控制信号,该风扇11根据该控制信号按照该第二风量产生吹向该尾气的风力。
其中,当稀释所需的风量小于或者等于散热所需的风量时,则以散热所需的风量稀释该尾气,这样,在保证燃料电池散热的同时也能够实现稀释尾气的目的。
可选地,该控制器12在确定该第一风量大于该第二风量且该第一风量小于或者等于该风扇11的最大工作风量时,确定该燃料电池10的温度是否小于预设温度,在该燃料电池10的温度大于或者等于该预设温度时,该控制器12生成该控制信号,该风扇11根据该控制信号按照该第一风量产生吹向该尾气的风力。
可选地,该系统还包括:冷却剂循环泵;该控制器12在该燃料电池10的温度小于该预设温度时,停止该冷却剂循环泵,并生成该控制信号,该风扇11根据该控制信号按照该第一风量产生吹向该尾气的风力。
其中,该冷却剂循环泵与燃料电池连接,用于使冷却剂循环流动,以降低燃料电池的温度,当稀释所需的风量大于散热所需的风量时,进一步判断燃料电池的当前温度是否小于预设温度,当燃料电池的当前温度大于或者等于预设温度时,生成该控制信号,该风扇根据该控制信号按照该第一风量产生吹向该尾气的风力;当燃料电池的当前温度小于预设温度时,停止该冷却剂循环泵,并生成该控制信号,该风扇根据该控制信号按照稀释所需的风量产生吹向该尾气的风力,这样,当燃料电池的当前温度小于预设温度时,停止该冷却剂循环泵,从而防止在稀释尾气的过程中,由于风扇稀释尾气的风量大于散热的风量,造成燃料电池的温度过低,影响燃料电池的使用。
可选地,在确定该第一风量大于该风扇的最大工作风量时,降低该燃料电池的供给过量比或者增大该燃料电池的输出电能,该控制器生成控制信号,该风扇根据该控制信号按照该最大工作风量产生吹向该尾气的风力。
其中,该供给过量比为该燃料气实际的输入量与该燃料气实际的反应量之比。
在本实施中,当稀释所需的风量大于该风扇的最大工作风量时,降低该燃料电池的供给过量比或者增大该燃料电池的输出电能,从而增大燃料消耗,降低燃料尾气的排放,并控制该风扇按照该最大工作风量产生吹向该尾气的风力,防止由于尾气排放过多,而造成无法完全稀释尾气的现象。
根据本发明实施例,提供了一种燃料电池的尾气处理方法实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图3是根据本发明实施例的一种燃料电池的尾气处理方法,如图3所示,应用于一种控制器,该方法包括如下步骤:
步骤S302,获取燃料电池排出的尾气的第一流量。
需要说明的是,本发明实施例中的尾气可以是阳极尾气,该阳极尾气含有氢气、水蒸气和极少量的杂质气体,且氢气浓度一般处于爆炸范围内(4.0%~75.6%体积浓度),因此需要稀释该阳极尾气,避免安全隐患,而阴极气体以空气为主,在本发明实施例中,也可以将阴极尾气引入阳极尾气中混合后进行稀释,以提高稀释的效果。
可选地,获取输入该燃料电池的燃料气的第二流量以及该燃料电池消耗的燃料气的第三流量,并通过以下公式计算得到该尾气的第一流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为该第一流量,Qin为该第二流量,Qr为该第三流量且该Qr=1.05*10-8*n*I,n为该燃料电池的节电池个数,I为该燃料电池的工作电流。
步骤S304,根据该第一流量得到用于稀释该尾气所需的第一风量。
可选地,通过以下公式计算得到稀释该尾气所需的第一风量:
其中,W为稀释该尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为该第一流量,a%为该尾气所需的稀释浓度。
步骤S306,根据该第一风量按照预设策略控制风扇产生吹向该尾气的风力。
其中,该风扇为该燃料电池对应的散热风扇,该尾气可以通过该燃料电池的排气管引至该风扇吹风处(如出风口或进风口),从而通过风扇的风力对尾气进行稀释。
采用上述燃料电池的尾气处理方法,通过风扇对尾气进行稀释,避免了在系统中增加额外的尾气处理装置,从而解决了尾气处理成本高、实现复杂的技术问题。
可选地,上述步骤S206包括:
获取该燃料电池散热所需的第二风量,在确定该第一风量小于或者等于该第二风量时,控制该风扇按照该第二风量产生吹向该尾气的风力。
其中,当稀释所需的风量小于或者等于散热所需的风量时,则以散热所需的风量稀释该尾气,这样,在保证燃料电池散热的同时也能够实现稀释尾气的目的。
可选地,在确定该第一风量大于该第二风量且该第一风量小于或者等于该风扇的最大工作风量时,确定该燃料电池的温度是否小于预设温度,在该燃料电池的温度大于或者等于该预设温度时,该控制器控制该风扇按照该第一风量产生吹向该尾气的风力。
可选地,在该燃料电池的温度小于该预设温度时,停止该冷却剂循环泵,并控制该风扇按照该第一风量产生吹向该尾气的风力。
其中,该冷却剂循环泵与燃料电池连接,用于使冷却剂循环流动,以降低燃料电池的温度,当稀释所需的风量大于散热所需的风量时,进一步判断燃料电池的当前温度是否小于预设温度,当燃料电池的当前温度大于或者等于预设温度时,生成该控制信号,该风扇根据该控制信号按照该第一风量产生吹向该尾气的风力;当燃料电池的当前温度小于预设温度时,停止该冷却剂循环泵,并控制该风扇按照稀释所需的风量产生吹向该尾气的风力,这样,当燃料电池的当前温度小于预设温度时,停止该冷却剂循环泵,从而防止在稀释尾气的过程中,由于风扇稀释尾气的风量大于散热的风量,造成燃料电池的温度过低,影响燃料电池的使用。
可选地,该控制器在确定该第一风量大于该风扇的最大工作风量时,降低该燃料电池的供给过量比或者增大该燃料电池的输出电能,并控制该风扇按照该最大工作风量产生吹向该尾气的风力。
其中,该供给过量比为该燃料气实际的输入量与该燃料气实际的反应量之比。
在本实施中,当稀释所需的风量大于该风扇的最大工作风量时,降低该燃料电池的供给过量比或者增大该燃料电池的输出电能,从而增大燃料消耗,降低燃料尾气的排放,并控制该风扇按照该最大工作风量产生吹向该尾气的风力,防止由于尾气排放过多,而造成无法完全稀释尾气的现象。
图4是根据本发明实施例的一种燃料电池的尾气处理方法,如图4所示,应用于一种控制器,该方法包括如下步骤:
步骤S401,获取输入燃料电池的燃料气的流量以及该燃料电池消耗的燃料气的流量。
步骤S402,根据输入燃料电池的燃料气的流量和该燃料电池消耗的燃料气的流量计算得到该尾气的流量。
需要说明的是,本发明实施例中的尾气可以是阳极尾气,该阳极尾气含有氢气、水蒸气和极少量的杂质气体,且氢气浓度一般处于爆炸范围内(4.0%~75.6%体积浓度),因此需要稀释该阳极尾气,避免安全隐患,而阴极气体以空气为主,在本发明实施例中,也可以将阴极尾气引入阳极尾气中混合后进行稀释,以提高稀释的效果。
具体地,通过以下公式计算得到该尾气的流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为该尾气的流量,Qin为该输入燃料电池的燃料气的流量,Qr为该消耗的燃料气的流量且该Qr=1.05*10-8*n*I,n为该燃料电池的节电池个数,I为该燃料电池的工作电流。
步骤S403,根据该尾气的流量得到用于稀释该尾气所需的第一风量。
具体地,通过以下公式计算得到稀释该尾气所需的第一风量:
其中,W为稀释该尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为该尾气的流量,a%为该尾气所需的稀释浓度。
步骤S404,获取该燃料电池散热所需的第二风量。
步骤S405,判断该第一风量是否小于或者等于该第二风量。
若判断结果为是,则执行步骤S411;
若判断结果为否,则执行步骤S406。
步骤S406,判断该第一风量是否小于或者等于风扇的最大工作风量。
若判断结果为是,则执行步骤S407;
若判断结果为否,则执行步骤S408和步骤S412。
步骤S407,判断该燃料电池的温度是否小于该预设温度。
若判断结果为是,则执行步骤S409和步骤S411;
若判断结果为否,则执行步骤S410。
步骤S408,降低该燃料电池的供给过量比或者增大该燃料电池的输出电能。
步骤S409,停止冷却剂循环泵。
其中,该冷却剂循环泵与燃料电池连接,用于使冷却剂循环流动,以降低燃料电池的温度。
步骤S410,控制风扇按照第一风量产生吹向尾气的风力。
步骤S411,控制风扇按照第二风量产生吹向尾气的风力。
步骤S412,控制风扇按照最大工作风量产生吹向尾气的风力。
其中,该风扇为该燃料电池对应的散热风扇,该尾气可以通过该燃料电池的排气管引至该风扇吹风处(如出风口或进风口),从而通过风扇的风力对尾气进行稀释。
采用上述燃料电池的尾气处理方法,通过风扇对尾气进行稀释,避免了在系统中增加额外的尾气处理装置,从而解决了尾气处理成本高、实现复杂的技术问题。
本发明实施例还提供的一种燃料电池的尾气处理控制设备,该尾气处理控制设备包括:获取单元,用于获取燃料电池排出的尾气的第一流量;处理单元,用于根据该第一流量得到用于稀释该尾气所需的第一风量;控制单元,用于根据该第一风量按照预设策略控制风扇产生吹向该尾气的风力。
需要说明的是,对于上述方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种燃料电池的尾气处理系统,其特征在于,包括:燃料电池、风扇以及分别与所述燃料电池和所述风扇连接的控制器,其中,
所述燃料电池,用于消耗输入的燃料气并排出尾气;
所述控制器,用于获取所述尾气的第一流量,根据所述第一流量得到稀释所述尾气所需的第一风量,并根据所述第一风量按照预设策略生成控制信号;
所述风扇,用于根据所述控制信号产生吹向所述尾气的风力;
所述控制器获取所述燃料电池散热所需的第二风量,在确定所述第一风量小于或者等于所述第二风量时,生成所述控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述第二风量产生吹向所述尾气的风力。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述控制器获取输入所述燃料电池的燃料气的第二流量以及所述燃料电池消耗的燃料气的第三流量,并通过以下公式计算得到所述尾气的第一流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为所述第一流量,Qin为所述第二流量,Qr为所述第三流量且所述Qr=1.05*10-8*n*I,n为所述燃料电池的节电池个数,I为所述燃料电池的工作电流。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述控制器通过以下公式计算得到稀释所述尾气所需的第一风量:
<mrow> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>k</mi> <mo>*</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mi>a</mi> <mi>%</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>
其中,W为稀释所述尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为所述第一流量,a%为所述尾气所需的稀释浓度。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制器在确定所述第一风量大于所述第二风量且所述第一风量小于或者等于所述风扇的最大工作风量时,确定所述燃料电池的温度是否小于预设温度,在所述燃料电池的温度大于或者等于所述预设温度时,所述控制器生成所述控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:冷却剂循环泵;所述控制器在所述燃料电池的温度小于所述预设温度时,停止所述冷却剂循环泵,并生成所述控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述控制器在确定所述第一风量大于所述风扇的最大工作风量时,降低所述燃料电池的供给过量比或者增大所述燃料电池的输出电能,所述控制器生成控制信号,所述风扇根据所述控制信号按照所述最大工作风量产生吹向所述尾气的风力,其中,所述供给过量比为所述燃料气实际的输入量与所述燃料气实际的反应量之比。
7.一种燃料电池的尾气处理方法,其特征在于,包括:
获取燃料电池排出的尾气的第一流量;
根据所述第一流量得到用于稀释所述尾气所需的第一风量;
根据所述第一风量按照预设策略控制风扇产生吹向所述尾气的风力;
所述根据所述第一风量按照预设策略控制风扇产生用于稀释所述尾气并吹向所述尾气的风力包括:获取所述燃料电池散热所需的第二风量,在确定所述第一风量小于或者等于所述第二风量时,控制所述风扇按照所述第二风量产生吹向所述尾气的风力。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述获取燃料电池排出的尾气的第一流量包括:
获取输入所述燃料电池的燃料气的第二流量以及所述燃料电池消耗的燃料气的第三流量,并通过以下公式计算得到所述尾气的第一流量:
Qout=Qin-Qr,其中,Qout为所述第一流量,Qin为所述第二流量,Qr为所述第三流量且所述Qr=1.05*10-8*n*I,n为所述燃料电池的节电池个数,I为所述燃料电池的工作电流。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一流量得到稀释所述尾气所需的第一风量包括:
通过以下公式计算得到稀释所述尾气所需的第一风量:
<mrow> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>k</mi> <mo>*</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mi>a</mi> <mi>%</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>
其中,W为稀释所述尾气所需的第一风量,k为预设安全系数,Qout为所述第一流量,a%为所述尾气所需的稀释浓度。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在确定所述第一风量大于所述第二风量且所述第一风量小于或者等于所述风扇的最大工作风量时,确定所述燃料电池的温度是否小于预设温度,在所述燃料电池的温度大于或者等于所述预设温度时,所述控制器控制所述风扇按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在所述燃料电池的温度小于所述预设温度时,停止冷却剂循环泵,并控制所述风扇按照所述第一风量产生吹向所述尾气的风力。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在确定所述第一风量大于所述风扇的最大工作风量时,降低所述燃料电池的供给过量比或者增大所述燃料电池的输出电能,并控制所述风扇按照所述最大工作风量产生吹向所述尾气的风力,其中,所述供给过量比为所述燃料气实际的输入量与所述燃料气实际的反应量之比。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1396447A (zh) * 2002-07-30 2003-02-12 天津海蓝德能源技术发展有限公司 储氢器剩余氢气量的测量方法及其装置
CN101006603A (zh) * 2004-04-05 2007-07-25 百拉得动力系统公司 燃料电池系统的燃料释放管理
CN201229963Y (zh) * 2008-07-14 2009-04-29 新源动力股份有限公司 一种减少燃料电池尾气排放中残留氢气的装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2871875B1 (fr) * 2004-06-16 2006-07-28 Air Liquide Procede de controle de ventilation dans un conduit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1396447A (zh) * 2002-07-30 2003-02-12 天津海蓝德能源技术发展有限公司 储氢器剩余氢气量的测量方法及其装置
CN101006603A (zh) * 2004-04-05 2007-07-25 百拉得动力系统公司 燃料电池系统的燃料释放管理
CN201229963Y (zh) * 2008-07-14 2009-04-29 新源动力股份有限公司 一种减少燃料电池尾气排放中残留氢气的装置

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