CN113594500A - 燃料电池系统、控制方法、控制装置和燃料电池 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种燃料电池系统、控制方法、控制装置和燃料电池。燃料电池系统包括气液分离器、电堆和单向阀。电堆包括氢气进气口和氢气排气口，氢气排气口与气液分离器的输入端连接。单向阀包括第一接口和第二接口，第一接口与气液分离器的燃料端连接，第二接口与氢气进气口连接。单向阀沿第一接口至第二接口单向导通。本申请的实施例通过设置单向阀沿第一接口至第二接口的方向单向导通，使得气液分离器分离的氢气能够经由单向阀流入氢气进气口，无需额外设置回氢泵，降低了燃料电池系统的成本，并且增加了电堆的氢气输入量，从而提高燃料电池系统的效率。

Description

燃料电池系统、控制方法、控制装置和燃料电池

技术领域

本申请实施例涉及燃料电池的技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池系统、一种燃料电池系统的控制方法、一种燃料电池系统的控制装置和一种燃料电池。

背景技术

现有技术中，燃料电池系统包括电堆、空气系统、氢气系统、冷却系统、电气系统以及相应的控制系统等。其中，氢气系统用于为电堆提供氢气，氢气系统通常包括进氢阀、氢气喷射器、泄氢阀、循环泵、气液分离器、排氢阀或者引射器等。氢气系统中循环泵或者引射器用于将电堆出口的氢气引入电堆入口，实现氢气的循环利用。

现有技术的不足之处在于，循环泵的功耗较大，通过循环泵驱动氢气循环，增加了燃料电池系统的功耗。而引射器在一些工况下引射效果较差，通过引射器驱动氢气循环，降低了氢气的循环量，从而降低燃料电池系统的工作效率。并且，引射器加工工艺复杂，增加了燃料电池系统的成本。

发明内容

本申请实施例旨在解决上述燃料电池系统成本高、运行功率大以及氢气循环量低等技术问题。

为此，本申请实施例的第一方面的在于提供一种燃料电池系统。

本申请实施例的第二方面的在于提供一种燃料电池。

本申请实施例的第三方面的在于提供一种燃料电池系统的控制方法。

本申请实施例的第四方面的在于提供一种燃料电池系统的控制装置。

本申请实施例的第一方面提供了一种燃料电池系统，燃料电池系统包括气液分离器、电堆和单向阀。电堆包括氢气进气口和氢气排气口，氢气排气口与气液分离器的输入端连接；单向阀包括：第一接口，第一接口与气液分离器的燃料端连接；第二接口，第二接口与氢气进气口连接，单向阀沿第一接口至第二接口单向导通。

可选的，燃料电池系统还包括：排气阀，排气阀与气液分离器的杂质端连接；脉冲器，脉冲器与第二接口连接；其中，排气阀以第一预设频率开启，脉冲器以第二预设频率开启，第一预设频率小于第二预设频率。

可选的，第一预设频率在0.05赫兹至5赫兹之间，第二预设频率在10赫兹至100赫兹之间。

可选的，燃料电池系统还包括缓冲器，缓冲器包括：第一腔室，第一腔室连接氢气排气口和输入端；第二腔室，第二腔室连接氢气进气口和第二接口；其中，第一腔室与第二腔室相邻设置。

可选的，电堆还包括氢气容纳腔，第一腔室和第二腔室的容积之和小于或等于氢气容纳腔的容积。

可选的，第一腔室和第二腔室的容积之和与氢气容纳腔的容积之比为第一预设比值，第一预设比值在0.5至1之间。

可选的，燃料电池系统还包括：储氢罐，储氢罐与氢气进气口连接，用于输出氢气；氢气喷射器，氢气喷射器与储氢罐连接，用于调节氢气的流量和/或压力；至少一个压力传感器，至少一个压力传感器用于检测氢气进气口和/或氢气排气口的压力。

本申请实施例的第二方面提供了一种燃料电池，包括上述第一方面的燃料电池系统。

本申请实施例的第三方面提供了一种燃料电池系统的控制方法，用于控制上述第一方面的燃料电池系统，燃料电池系统的控制方法包括：获取氢气进气口的氢气含量；判断氢气进气口的氢气含量是否小于预设氢气含量；当氢气进气口的氢气含量小于预设氢气含量时，控制单向阀导通。

本申请实施例的第四方面提高了一种燃料电池系统的控制装置，包括：存储器，存储有计算机程序；处理器，执行计算机程序；其中，处理器在执行计算机程序时，实现如上述第三方面的燃料电池系统的控制方法的步骤。

本申请的实施例中气液分离器的输入端与电堆的氢气排气口连接，从而氢气排气口排出的气体和杂质能够被气液分离器分离。通过设置单向阀沿第一接口至第二接口的方向单向导通，使得气液分离器分离后的氢气能够经由单向阀流入氢气进气口，无需设置回氢泵等装置，即可实现氢气的循环利用，降低了燃料电池系统的成本，同时还能够提高燃料电池系统的氢气循环量，从而提高燃料电池系统的效率，并且还能够降低燃料电池系统的能耗，进一步确保了燃料电池系统的使用性能。

本申请实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

本申请实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统结构示意图；

图2为本申请提供的一种实施例的电堆结构示意图；

图3为本申请提供的一种实施例的单向阀结构示意图；

图4为本申请提供的一种实施例的气液分离器结构示意图；

图5为本申请提供的一种实施例的缓冲器结构示意图；

图6为本申请提供的一种实施例的压力变化波形示意图；

图7为本申请提供的一种实施例的燃料电池结构示意框图；

图8为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统的控制方法的步骤流程图之一；

图9为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统的控制装置结构示意框图；

图10为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统的控制方法的步骤流程图之二。

其中，图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：燃料电池系统，102：压力传感器，110：电堆，112：氢气进气口，114：氢气排气口，116：氢气容纳腔，120：单向阀，122：第一接口，124：第二接口，130：气液分离器，132：输入端，134：燃料端，136：杂质端，140：排气阀，150：脉冲器，160：缓冲器，162：第一腔室，164：第二腔室，170：储氢罐，180：氢气喷射器，190：控制器，200：燃料电池，300：燃料电池系统的控制装置，310：存储器，320：处理器。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

下面参照图1至图10描述本申请一些实施例的燃料电池系统100、燃料电池200、燃料电池系统的控制方法和燃料电池系统的控制装置300。

如图1和图2所示，本申请实施例的第一方面提供了一种燃料电池系统100，燃料电池系统100包括气液分离器130、电堆110和单向阀120。电堆110包括氢气进气口112和氢气排气口114，氢气排气口114与气液分离器130的输入端132连接。单向阀120包括第一接口122和第二接口124。第一接口122与气液分离器130的燃料端134连接。第二接口124与氢气进气口112连接，单向阀120沿第一接口122至第二接口124单向导通。

在一些示例中，燃料电池系统100可以为氢氧燃料电池系统，氢气和氧气在电堆110内反应，从而产生电能。

如图3和图4所示，燃料电池系统100包括电堆110、单向阀120和气液分离器130。电堆110包括氢气进气口112和氢气排气口114，具体地，氢气经由氢气进气口112进入电堆110，在电堆110内与氧气反应后产生电能。氢气排气口114用于排出反应后的氢气和反应生成的杂质。杂质可以为氢气与氧气反应后生成的水。

气液分离器130用于分离氢气和杂质。可以理解地，气液分离器130的数量可以为一个或者多个。气液分离器130的输入端132与氢气排气口114连接，使得氢气排气口114排出的氢气和杂质能够经由输入端132进入气液分离器130。氢气和杂质在气液分离器130中进行分离，分离后的氢气经由气液分离器130的燃料端134流入单向阀120的第一接口122。

单向阀120沿第一接口122至第二接口124的方向单向导通，第二接口124与氢气进气口112连接，从而通过控制单向阀120的导通状态，能够使得气液分离器130分离出的氢气经由燃料端134重新流回到氢气进气口112，实现了氢气的循环利用。同时，单向阀120沿第二接口124至第一接口122的方向截止，避免了氢气在没有进入到电堆110之前，经由单向阀120直接流向气液分离器130，进一步确保了燃料电池系统100的使用可靠性。

气液分离器130的输入端132与电堆110的氢气排气口114连接，从而氢气排气口114排出的气体和杂质能够被气液分离器130分离。通过设置单向阀120沿第一接口122至第二接口124的方向单向导通，使得氢气能够经由单向阀120流入氢气进气口112，无需设置回氢泵等装置，即可实现氢气的循环利用，降低了燃料电池系统100的成本，同时提高燃料电池系统100的氢气循环量，从而提高燃料电池系统100的效率，并且还能够降低燃料电池系统100的能耗，进一步确保了燃料电池系统100的使用性能。

在一些示例中，可以根据流入氢气进气口112的氢气流量来控制单向阀120的导通状态，也可以根据流入氢气进气口112的氢气的压强来控制单向阀120的导通状态，还可以根据气液分离器130分离出的氢气的量控制来单向阀120的导通状态，提高了燃料电池系统100的使用灵活性，同时还能够减少氢气的浪费，提高燃料电池系统100的能效。

在一些示例中，可以控制第一接口122处的气体压力值和第二接口124处的气体压力值不同，从而在第一接口122处的压力值大于第二接口124处的压力值时，单向阀120能够自动导通，缩短了单向阀120的响应时间，提高燃料电池系统100的响应速度。

在一些示例中，燃料电池系统100还可以包括控制器190，通过控制器190单向阀120的导通状态，提高了燃料电池系统100的运行可靠性。

在一些示例中，燃料电池系统100还包括排气阀140和脉冲器150。排气阀140与气液分离器130的杂质端136连接。脉冲器150与第二接口124连接。其中，排气阀140以第一预设频率开启，脉冲器150以第二预设频率开启，第一预设频率小于第二预设频率。

可以理解地，气液分离器130分离出的杂质经由杂质端136排出燃料电池系统100。燃料电池系统100还包括排气阀140，排气阀140与气液分离器130的杂质端136连接，从而通过控制排气阀140的开启和关闭，能够使得杂质端136的气体压力值产生波动。气液分离器130的燃料端134与第一接口122连接，也即是通过控制排气阀140的开启或者关闭，能够间接地使得第一接口122处的气体压力值产生波动。

燃料电池系统100还包括脉冲器150，脉冲器150与第二接口124连接。通过控制脉冲器150的开启或者关闭，能够使得第二接口124处的气体压力值产生波动。

如图6所示，排气阀140以第一预设频率开启，第一接口122处的氢气压力按照图6中虚线所示波形波动，脉冲器150以第二预设频率开启，第二接口124处的氢气压力按照图6中实线所示波形波动。当虚线波形高于实线波形时，也即是第一接口122处的压力值大于第二接口124处的压力值时，单向阀120在压力差的作用下，沿第一接口122至第二接口124的方向单向导通，使得气液分离器130分离出的氢气能够经由单向阀120流向氢气进气口112，实现了氢气的循环利用。

可以理解地，由于第二接口124处的氢气压力值较高，故而设置第二预设频率大于第一预设频率，使得第二接口124处的氢气压力能够在预设范围内进行波动，实现了第一接口122处的压力值在至少部分时间内能够大于第二接口124处的压力值，从而实现氢气的循环利用。

通过设置排气阀140和脉冲器150，并且控制排气阀140以第一预设频率开启，脉冲器150以第二预设频率开启，第一预设频率小于第二预设频率，使得第一接口122处的压力在至少部分时间内能够大于第二接口124处的压力，从而单向阀120在压力差的作用下，沿第一接口122至第二接口124的方向单向导通，无需设置回氢泵等设备，即可实现氢气的循环利用，降低了燃料电池系统100的成本，提高燃料电池系统100的效率。

同时，通过控制第一接口122和第二接口124的压力即可控制单向阀120的导通状态，易于实现，缩短了单向阀120的响应时间，提高了燃料电池系统100的响应效率。此外，通过调节第一预设频率或者第二预设频率的大小，即可控制单向阀120的导通时间，从而对于氢气的循环量起到控制作用，使得氢气的循环量能够满足燃料电池系统100在不同工况下的运行需求，提高燃料电池系统100的使用可靠性。

在一些示例中，第一接口122处的压力值的变化范围为5千帕至20千帕，第二接口124处的压力值变化范围为5千帕至20千帕。

在一些示例中，第一预设频率在0.05赫兹至5赫兹之间，第二预设频率在10赫兹至100赫兹之间。

第一预设频率在0.05赫兹至5赫兹之间，第二预设频率在10赫兹至100赫兹之间，从而可以根据不同的使用需求设置不同的第一预设频率和第二预设频率，使第一接口122和第二接口124处能够产生不同大小的压力，对于单向阀120的导通状态以及导通时间起到控制作用，使得氢气的循环量能够满足燃料电池系统100的不同运行需求，提高了燃料电池系统100的使用灵活性以及运行可靠性。

在一些示例中，第一预设频率可以为1赫兹，2.5赫兹或者4赫兹，第二预设频率可以为20赫兹，50赫兹或者80赫兹等。

在一些示例中，如图1和图5所示，燃料电池系统100还包括缓冲器160。缓冲器160包括第一腔室162和第二腔室164。第一腔室162连接氢气排气口114和输入端132。第二腔室164连接氢气进气口112和第二接口124。其中，第一腔室162与第二腔室164相邻设置。

燃料电池系统100还包括缓冲器160，可以理解地，缓冲器160用于缓冲气体的流速和压强。缓冲器160包括第一腔室162，第一腔室162连接氢气排气口114和输入端132，也即是通过第一腔室162连接气液分离器130和氢气排气口114，减小氢气排气口114排出的氢气压力对气液分离器130造成的冲击，延长气液分离器130的使用寿命。

同时，设置第一腔室162连接气液分离器130和氢气排气口114，还能够减小由于排气阀140开启或者关闭，对氢气排气口114处的压力产生影响，降低了氢气排气口114处的压力波动，从而提高电堆110的反应效率，延长电堆110的使用寿命，进一步提高了燃料电池系统100的使用可靠性。

缓冲器160还包括第二腔室164，第二腔室164连接氢气进气口112和第二接口124，也即是通过第二腔室164连接氢气进气口112和单向阀120，使得单向阀120内流出的氢气能够在第二腔室164内缓冲之后，流入氢气进气口112，减小了氢气进气口112处的气体压力波动。

同时，设置第二腔室164连接氢气进气口112和单向阀120，还能够减小脉冲器150开启或者关闭对于氢气进气口112处压力产生的影响，进一步降低氢气进气口112处的压力波动，从而提高电堆110的反应效率，延长电堆110的使用寿命，进一步提高了燃料电池系统100的使用可靠性。

可以理解地，流入电堆110内的氢气温度较低，而经由电堆110内流出的氢气温度较高。设置第一腔室162与第二腔室164相邻，能够使得流入氢气进气口112的氢气和经由氢气排气口114流出的氢气在缓冲器160内进行换热，从而提高流入氢气进气口112内氢气的温度，进一步提高电堆110的反应效率。

通过设置缓冲器160，能够减小排气阀140和脉冲器150对于氢气排气口114和氢气进气口112的压力产生的影响，减小氢气排气口114和氢气进气口112的压力波动，从而提高电堆110的反应效率，延长电堆110的使用寿命，进一步提高了燃料电池系统100的使用可靠性。

在一些示例中，第一腔室162和第二腔室164相互分隔，避免流入电堆110的氢气和电堆110内流出的氢气相互影响，提高燃料电池系统100的使用可靠性。

在一些示例中，电堆110还包括氢气容纳腔116，第一腔室162和第二腔室164的容积之和小于或等于氢气容纳腔116的容积。

电堆110还包括氢气容纳腔116，可以理解地，氢气容纳腔116用于容纳氢气进气口112进入的氢气。第一腔室162和第二腔室164的容积之和小于或等于氢气容纳腔116的容积，进一步减小了缓冲器160的体积，从而减小燃料电池系统100的体积，提高燃料电池系统100的使用灵活性。同时，设置第一腔室162和第二腔室164的容积之和小于或等于氢气容纳腔116的容积，还能够避免氢气在第一腔室162或者第二腔室164内长时间停留，进一步提高电堆110的反应效率。

在一些示例中，第一腔室162和第二腔室164的容积可以相同，也可以不同。

在一些示例中，第一腔室162和第二腔室164的容积之和与氢气容纳腔116的容积之比为第一预设比值，第一预设比值在0.5至1之间。

第一腔室162和第二腔室164的容积之和，与氢气容纳腔116的容积之比为第一预设比值，第一预设比值在0.5至1之间，从而可以根据不同的使用需求，设置不同的第一预设比值，也即是设置第一腔室162、第二腔室164和氢气容纳腔116的不同容积，提高了燃料电池系统100的使用灵活性。

在一些示例中，第一预设比值可以为0.6、0.85或者0.9。

在一些示例中，燃料电池系统100还包括储氢罐170、氢气喷射器180和至少一个压力传感器102。储氢罐170与氢气进气口112连接，用于输出氢气。氢气喷射器180与储氢罐170连接，用于调节氢气的流量和/或压力。至少一个压力传感器102用于检测氢气进气口112和/或氢气排气口114的压力。

燃料电池系统100还包括储氢罐170，可以理解地，储氢罐170用于存储氢气。在一些示例中，储氢罐170的数量可以为一个或者多个，多个储氢罐170的容积可以相同，也可以不同。

氢气喷射器180和储氢罐连接，用于调节氢气的流量和/或压力，使得氢气的流量和/或压力能够满足燃料电池系统100在不同工况下的使用需求。可以理解地，氢气喷射器180的数量可以为一个或者多个。氢气喷射器180与储氢罐170的数量可以相同，也可以不同。

至少一个压力传感器102用于检测氢气进气口112和/或氢气排气口114的压力，避免氢气进气口112和/或氢气排气口114处的压力过高或者过低，提高了燃料电池系统100的运行可靠性。在一些示例中，压力传感器102的数量可以为两个，分别设置在氢气进气口112和氢气排气口114。

通过设置氢气喷射器180与储氢罐170连接，实现了对于储氢罐170流出的氢气流量和压强的控制，使得氢气的流量和压强能够满足不同工况下的使用需求，提高了燃料电池系统100的使用性能，同时设置至少一个压力传感器102，实现对于氢气进气口112和氢气排气口114处压力的检测，避免氢气进气口112和氢气排气口114处压力过高或者过低，提高燃料电池系统100的运行可靠性。

如图7所示，本申请实施例的第二方面提供了一种燃料电池200，包括上述第一方面的燃料电池系统100，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。

可以理解地，燃料电池200可以为质子交换膜燃料电池或者固体氧化物燃料电池等。

如图8所示，本申请实施例的第三方面提供了一种燃料电池系统的控制方法，用于控制上述第一方面的燃料电池系统100，燃料电池系统的控制方法包括：

步骤S102，获取氢气进气口的氢气含量；

步骤S104，判断氢气进气口的氢气含量是否小于预设氢气含量；

步骤S106，当氢气进气口的氢气含量小于预设氢气含量时，控制单向阀导通。

燃料电池系统的控制方法用于控制上述第一方面的燃料电池系统100，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。

获取氢气进气口的氢气含量，并且判断氢气进气口的氢气含量是否小于预设氢气含量，在氢气进气口的氢气含量小于预设氢气含量是，控制单向阀导通，也即是控制单向阀沿第一接口至第二接口的方向导通，使得气液分离器分离出的氢气能够经由单向阀流入氢气进气口，提高氢气进气口的氢气含量，实现了氢气的循环利用，使得氢气进气口的氢气含量能够满足燃料电池系统的使用需求，从而提高燃料电池系统的使用可靠性。

如图9所示，本申请实施例的第四方面提供了一种燃料电池系统的控制装置300，包括存储器310和处理器320，存储器310存储有计算机程序，处理器320执行计算机程序。其中，处理器320在执行计算机程序时，实现上述第三方面的燃料电池系统的控制方法的步骤，因此具有上述第三方面的全部有益效果，在此不再赘述。

本申请的一个具体实施例中，如图1所示，提供了一种燃料电池系统100，包括储氢罐170、氢气喷射器180、脉冲器150、缓冲器160、气液分离器130、单向阀120、排气阀140和电堆110。可以理解地，燃料电池系统100可以为氢氧燃料电池系统，氢气和氧气能够在电堆110内反应并产生电能。

具体地，储氢罐170中存储有氢气，氢气喷射器180与储氢罐170连接，用于控制氢气喷射的流量和压力。氢气经由氢气喷射器180喷射后，流入脉冲器150。脉冲器150用于使第二接口124处的压力在设定时间内以固定的偏差产生周期的波动。如图6所示，脉冲器150以第二预设频率开启时，第二接口124处的压力按照图6中实线所示波形波动。可以理解地，第二预设频率的取值范围为10赫兹至100赫兹，第二接口124处压力值的波动范围为5千帕至20千帕。

氢气流经脉冲器150后，流入缓冲器160的第二腔室164，在第二腔室164内进行缓冲，之后流入氢气进气口112。

通过设置第二腔室164，减小了脉冲器150对于氢气进气口112处产生的压力影响，减小了氢气进气口112处的压力波动，从而提高了电堆110的反应效率，延长电堆110的使用寿命。

氢气排气口114排出的氢气和杂质流入缓冲器160的第一腔室162，在第一腔室162内进行缓冲后，进入气液分离器130。可以理解地，气液分离器130用于分离氢气排气口114排出的氢气和杂质。可以理解地，氢气排气口114排出的杂质可以为水，气液分离器130能够分离氢气和水，从而降低流回到氢气进气口112中氢气的湿度。

第一腔室162和第二腔室164的容积之和，与电堆110中氢气容纳腔116的容积的比值为第一预设比值，第一预设比值的取值范围为0.5至1，也即是第一腔室162和第二腔室164的容积之和小于氢气容纳腔116的容积，进一步减小了缓冲器160的容积，从而减小燃料电池系统100的体积。

第一腔室162和第二腔室164相邻设置，使得第一腔室162与第二腔室164内的氢气能够换热，提高流入氢气进气口112处的氢气温度，从而提高电堆110的反应效率。

可以理解地，第一腔室162和第二腔室164相互分隔，避免进气的氢气和排出的氢气之间相互影响，提高燃料电池系统100的使用可靠性。

排气阀140与气液分离器130连接，气液分离器130与单向阀120的第一接口122连接。控制排气阀140以第一预设频率开启，如图6中虚线所示，能够使得第一接口122处的压力产生图6中虚线波形的波动。图6中虚线波形在至少部分时间高于实线波形，也即是第一接口122处的压力在至少部分时间能够大于第二接口124处的压力，使得单向阀120能够在压力差的作用下，沿第一接口122至第二接口124的方向单向导通，从而使得氢气能够经由单向阀120流入氢气进气口112，无需设置回氢泵或者引射器，即可实现氢气的循环利用，降低了燃料电池系统100的成本，同时提高了燃料电池系统100的效率。

在一些示例中，第一预设频率的取值范围为0.05赫兹至5赫兹，第一接口122处压力值的波动范围为5千帕至20千帕。

可以理解地，由于第二接口124处的氢气压力大于第一接口122处的氢气压力，故而设置第一预设频率小于第二预设频率，使得第二接口124处的压力能够产生预设波动，实现了第一接口122处的压力值在至少部分时间内能够大于第二接口124处的压力值。

在一些示例中，排气阀140的响应速率小于10毫秒，提高了排气阀140的相应速率，确保了燃料电池系统100的使用可靠性。

通过调节脉冲器150的开启频率，可以对于单向阀120的导通状态起到控制作用，从而控制流经单向阀120的氢气量，满足燃料电池系统100的不同使用需求。

在一些示例中，燃料电池系统100还包括压力传感器102，压力传感器102设置在氢气进气口112和氢气排气口114，用于检测氢气的进气压力和氢气的排气压力，提高燃料电池系统100的可靠性。

在一些示例中，燃料电池系统100还包括控制器190，控制器190与燃料电池系统100中的储氢罐170、氢气喷射器180、脉冲器150、电堆110、压力传感器102以及排气阀140等部件电连接，以实现燃料电池系统100的自动化控制，提高燃料电池系统100的自动化性能。

在一些示例中，如图10所示，还提供了一种燃料电池系统的控制方法，包括：

步骤S202，氢气循环量实际值是否等于目标值；

如果是，则执行步骤S206，如果否，则执行步骤S204；

步骤S204，调节脉冲器频率；

步骤S206，脉冲器频率不变。

通过判断氢气循环量实际值与目标值之间的关系，来判断是否需要调节脉冲器的频率。在氢气循环量实际值不等于目标值时，调节脉冲器的频率，来调节氢气循环的实际量，并且重复判断氢气循环量的实际值是否等于目标值，使得氢气循环的实际量能够满足燃料电池系统的使用需求，提高了燃料电池系统的控制方法的可靠性。在氢气循环量的实际值等于目标值时，脉冲器频率保持不变，避免脉冲器的频率调整影响氢气的循环量，提高燃料电池系统的可靠性。

综上，本申请实施例的有益效果为：

1.通过设置单向阀120，使得氢气能够流入氢气进气口112，无需额外设置回氢泵等设备，即可实现氢气的循环利用，降低燃料电池系统100成本；

2.通过控制第一接口122和第二接口124的氢气压力值不同来控制单向阀120的导通状态，逻辑简单，易于实现，提高燃料电池系统100的响应速度；

3.通过设置缓冲器160，减小氢气进气口112和氢气排气口114处的压力波动，延长电堆110的使用寿命，提高燃料电池系统100的稳定性。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括气液分离器，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：

电堆，所述电堆包括氢气进气口和氢气排气口，所述氢气排气口与所述气液分离器的输入端连接；；

单向阀，所述单向阀包括：

第一接口，所述第一接口与所述气液分离器的燃料端连接；

第二接口，所述第二接口与所述氢气进气口连接，所述单向阀沿所述第一接口至所述第二接口单向导通。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：

排气阀，所述排气阀与所述气液分离器的杂质端连接；

脉冲器，所述脉冲器与所述第二接口连接；

其中，所述排气阀以第一预设频率开启，所述脉冲器以第二预设频率开启，所述第一预设频率小于所述第二预设频率。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一预设频率在0.05赫兹至5赫兹之间，所述第二预设频率在10赫兹至100赫兹之间。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括缓冲器，所述缓冲器包括：

第一腔室，所述第一腔室连接所述氢气排气口和所述输入端；

第二腔室，所述第二腔室连接所述氢气进气口和所述第二接口；

其中，所述第一腔室与所述第二腔室相邻设置。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，所述电堆还包括氢气容纳腔，所述第一腔室和所述第二腔室的容积之和小于或等于所述氢气容纳腔的容积。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一腔室和所述第二腔室的容积之和与所述氢气容纳腔的容积之比为第一预设比值，所述第一预设比值在0.5至1之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：

储氢罐，所述储氢罐与所述氢气进气口连接，用于输出氢气；

氢气喷射器，所述氢气喷射器与所述储氢罐连接，用于调节所述氢气的流量和/或压力；

至少一个压力传感器，至少一个所述压力传感器用于检测所述氢气进气口和/或所述氢气排气口的压力。

8.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池系统。

9.一种燃料电池系统的控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统的控制方法包括：

获取所述氢气进气口的氢气含量；

判断所述氢气进气口的氢气含量是否小于预设氢气含量；

当所述氢气进气口的氢气含量小于所述预设氢气含量时，控制所述单向阀导通。

10.一种燃料电池系统的控制装置，其特征在于，包括：

存储器，存储有计算机程序；

处理器，执行所述计算机程序；

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如权利要求9所述的燃料电池系统的控制方法的步骤。

Images