CN113707911A - 一种燃料电池的供气系统及供气方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃料电池技术领域，一方面公开了一种燃料电池的供气系统。该燃料电池的供气系统包括空滤组件、第一气路、第二气路及第三气路，第一气路及第二气路能够分别为燃料电池的电堆的阴极供应空气和阳极供应氢气，第三气路包括第一通路、第二通路、第三通路及氮氧分离装置，第一通路能够连通空滤组件及氮氧分离装置，第一气路能够通断第一通路，第二通路能够连通氮氧分离装置的氮气输出端及阳极的进气口，第三通路能够连通氮氧分离装置的氧气输出端及第一气路。本发明另一方面还提供了一种基于如上的燃料电池的供气系统的供气方法。本发明不仅能够在增大功率时提升供应空气的响应速度，而且能够使用氮气进行吹氢，降低成本并保证了使用寿命。

Description

一种燃料电池的供气系统及供气方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的供气系统及供气方法。

背景技术

燃料电池是一个将化学能直接转换为电能的发电装置。随着科技的发展，由于氢燃料电池的能量转化率较高，并且其反应物为水，不会产生含有碳氮氧化物等污染性的气体，使得氢燃料电池在燃料电池领域中得到了广泛的应用。

在现有技术中，当氢燃料电池的电堆从低功率输出状态加载到大功率输出状态时，一般采用快速提高阴极供气压力及较高过量供应空气来实现，但是由于加快空气压力的响应速度较难实现，并且快速的高压供气如果一旦出现空气暂时缺气，可能会使燃料电池质子交换膜两侧瞬间压差过大造成膜的损伤，而且质子交换膜可能会现过干现象，从而导致燃料电池的性能下降。

而在燃料电池停机过程中，如果电堆内有空气和氢气的残留，随着氢气的消耗会产生氢空界面，出现反向电流，从而降低燃料电池的使用寿命。现有燃料电池多采用耗氧放电，即直接使用氢气吹扫，不仅浪费氢气，而且较容易出现氢空界面，从而大大衰减氢燃料电池的使用寿命。

因此，亟需提供一种燃料电池的供气系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明一方面提供一种燃料电池的供气系统，既能够在供气过程中解决响应速度慢，并且易损伤质子交换膜的问题，又能够解决采用氢气吹扫导致的氢气浪费及损伤燃料电池使用寿命的问题。

为达此目的，该燃料电池的供气系统包括空滤组件、第一气路及第二气路，所述空滤组件的输出端连通于所述第一气路的输入端，所述第一气路能够为燃料电池的电堆的阴极供应空气，所述第二气路能够为所述电堆的阳极供应氢气，其特征在于，所述燃料电池的供气系统还包括第三气路，所述第三气路包括：

氮氧分离装置，能够分离进入所述氮氧分离装置的气体中的氮气和氧气；

第一通路，能够连通所述空滤组件的输出端及所述氮氧分离装置的输入端，所述第一气路能够通断所述第一通路；

第二通路，能够连通所述氮氧分离装置的氮气输出端及所述阳极的进气口；及

第三通路，能够连通所述氮氧分离装置的氧气输出端及所述第一气路。

作为优选，所述第一气路包括第一控制阀，所述第一控制阀包括连通于所述空滤组件的第一输入端、连通于所述第一气路的第一输出端，以及连通于所述第一通路的第二输出端，所述第一控制阀能够分别通断所述第一输出端及所述第二输出端，并调节由所述第一输出端及所述第二输出端输出的气体的流量及压力。

作为优选，所述第三气路还包括第二控制阀，所述第二控制阀包括连通于所述氮氧分离装置的氧气输出端的第二输入端、连通于所述第一气路的第三输出端，以及连通于外界的第四输出端，所述第二控制阀能够分别通断所述第三输出端及所述第四输出端。

作为优选，所述燃料电池的供气系统还包括用于排出所述阳极的排气口中的气体的排氢阀，所述第三气路还包括第三控制阀，所述第三控制阀包括连通于所述氮氧分离装置的氮气输出端的第三输入端、连通于所述阴极的进气口的第五输出端，以及连通于外界的第六输出端，所述第三控制阀能够分别通断所述第五输出端及所述第六输出端。

作为优选，所述第一气路包括空压机及增湿器，所述空压机位于所述第一气路的输入端，所述空压机的输出端及所述氮氧分离装置的氧气输出端均连通于所述增湿器的输入端，所述增湿器的输出端连通于所述阴极的进气口。

作为优选，所述增湿器包括第四输入端、第五输入端及第七输出端，所述空压机的输出端及所述氮氧分离装置的氧气输出端均连通于所述第四输入端，所述第五输入端连通于所述阴极的排气口，所述第七输出端连通于所述阴极的进气口。

作为优选，所述燃料电池的供气系统还包括检测机构，所述空压机为离心式空压机，所述检测机构能够检测所述离心式空压机是否处于喘振状态，并且所述第一气路能够在所述离心式空压机处于所述喘振状态时打开所述第一通路。

本发明另一方面提供一种基于如上所述的燃料电池的供气系统的供气方法，以解决当氢燃料电池的电堆从低功率输出状态加载到大功率输出状态时，响应速度慢，并且易损伤质子交换膜的问题。该供气方法包括：

使所述第一气路及所述第二气路分别为所述阴极供应空气及所述阳极供应氢气，以使所述电堆输出的功率处于稳定状态；

当需要增大所述电堆输出的功率时，打开所述第一通路，以使所述空滤组件输出的部分空气进入所述氮氧分离装置，并开启所述氮氧分离装置；

使所述氮氧分离装置输出的氧气由所述第三通路通入所述第一气路中，并在增大功率后的所述电堆输出的功率处于稳定状态后，关闭所述第一通路。

本发明又一方面提供一种基于如上所述的燃料电池的供气系统的供气方法，以解决采用氢气吹扫导致的氢气浪费及损伤燃料电池使用寿命的问题。该供气方法包括：

当所述电堆关机并执行阳极吹扫命令时，打开所述第一通路并关闭所述第一气路，以使所述空滤组件输出的空气全部进入所述氮氧分离装置，关闭所述第二气路并开启所述氮氧分离装置；

使所述氮氧分离装置输出的氮气由所述第二通路持续通入所述阳极的进气口，并使所述阳极的排气口排出所述氮气；

待所述阳极吹扫命令结束时，关闭所述第一通路。

本发明又一方面提供一种基于如上所述的燃料电池的供气系统的供气方法，以解决离心式空压机处于喘振状态时影响燃料电池的性能并降低燃料电池的使用寿命的问题。该供气方法包括：

打开所述第一气路并关闭所述第一通路，所述离心式空压机持续输出空气；

所述检测机构检测所述离心式空压机的振动，并在所述离心式空压机处于所述喘振状态时，打开所述第一通路，以使所述离心式空压机输出的部分所述空气进入所述氮氧分离装置，并开启所述氮氧分离装置；

使所述氮氧分离装置输出的氧气由所述第三通路通入所述第一气路中，并在检测机构检测所述离心式空压机不处于所述喘振状态时，关闭所述第一通路。

本发明的有益效果：通过设置第一通路、氮氧分离装置、第二通路及第三通路，使得空滤组件输出的空气能够流入氮氧分离装置中。由氮氧分离装置分离的氧气能够通入第一气路中，提升了进入阴极进气口的空气中氧气的浓度，以在缓慢增大进入阴极进气口的空气压力的过程中，使电堆能够快速响应从低功率输出状态加载到大功率输出状态，并且不会发生因高压供气而引起的损伤质子交换膜的现象；由氮氧分离装置分离的氮气能够通入电堆的阳极的进气口，从而使用为惰性气体的氮气，不仅不会浪费氢气，而且不会出现氢空界面，保证了氢燃料电池的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的燃料电池的供气系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的能够提高响应速度的供气方法的流程图；

图3是本发明实施例一提供的能够使用氮气吹扫电堆的供气方法的流程图；

图4是本发明实施例二提供的能够避免处于喘振状态的离心式空压机影响为电堆供气的供气方法的流程图。

图中：

11、阴极供气通路；12、第一控制阀；121、第一输入端；122、第一输出端；123、第二输出端；13、空压机；14、中冷器；15、增湿器；16、阴极排气通路；17、单向阀；

21、阳极排气通路；22、排氢阀；

31、第一通路；32、第二通路；33、第三通路；34、氮氧分离装置；35、第二控制阀；351、第二输入端；352、第三输出端；353、第四输出端；36、第三控制阀；361、第三输入端；362、第五输出端；363、第六输出端；37、节气阀；38、第四通路；

41、流量计；421、第一温度传感器；422、第二温度传感器；431、第一压力传感器；432、第二压力传感器；433、第三压力传感器；

5、空滤组件；

6、电堆；61、第一进气口；62、第二进气口；63、第一排气口；64、第二排气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本发明提供一种燃料电池的供气系统，该燃料电池的供气系统能够为燃料电池的电堆6的阴极供应空气，并为电堆6的阳极供应氢气。当电堆6从低功率输出状态加载到大功率输出状态时，需要快速提高阴极供气压力，以能够为电堆6供应过量的空气，但是由于增大空气压力的响应速度较慢，并且高压供气如果一旦出现空气暂时缺气，可能会使电堆6的质子交换膜两侧瞬间压差过大造成膜的损伤，从而导致燃料电池的性能下降；而在电堆6停机的过程中，如果电堆6直接使用氢气吹扫，不仅浪费氢气，而且较容易出现氢空界面，从而大大衰减氢燃料电池的使用寿命。

为了解决上述问题，如图1所示，本实施例中的燃料电池的供气系统包括空滤组件5、第一气路、第二气路及第三气路，空滤组件5的输出端连通于第一气路的输入端，第一气路能够为燃料电池的电堆6的阴极供应空气。第二气路能够为电堆6的阳极供应氢气，第三气路包括第一通路31、第二通路32、第三通路33及氮氧分离装置34。氮氧分离装置34能够分离进入氮氧分离装置34的气体中的氮气和氧气，第一通路31能够连通空滤组件5的输出端及氮氧分离装置34的输入端，第一气路能够通断第一通路31，第二通路32能够连通氮氧分离装置34的氮气输出端及阳极的进气口，第三通路33能够连通氮氧分离装置34的氧气输出端及第一气路。

通过第一气路通断第一通路31，以在增大处于稳定状态下的电堆6的功率或在电堆6停机使，打开第一通路31，使空气进入氮氧分离装置34，由第二通路32将氮气输送至阳极的进气口，使用为惰性气体的氮气吹扫电堆6，不仅不会浪费氢气，而且不会出现氢空界面，保证了氢燃料电池的使用寿命；由第三通路33将氧气输送至第一气路中，提升了第一气路中氧气的浓度，从而能够在增大空气压力的过程中，弥补由于增压响应速度慢而导致的供氧不足，并且能够避免快速增压过程中的缺气现象，保证了电堆6的性能及使用寿命。

具体地，在本实施例中，电堆6包括第一进气口61、第二进气口62、第一排气口63及第二排气口64，第一进气口61为电堆6的阴极进气口，第二进气口62为电堆6的阳极进气口，第一排气口63为电堆6的阴极排气口，第二排气口64为电堆6的阳极排气口。

第一气路包括阴极供气通路11及第一控制阀12。阴极供气通路11的一端连通于空滤组件5的输出端，另一端连通于电堆6的第一进气口61。外部气源通过空滤组件5的过滤后，进入阴极供气通路11，以使第一气路能够为电堆6的阴极供应空气，进入电堆6的空气经过反应后，由第一排气口63排出。第二气路连通于第二进气口62，并能够为电堆6的阳极供应氢气，进入电堆6的氢气经过反应后，由第二排气口64排出，第二排气口64连通于阳极排气通路21，阳极排气通路21连通于第二气路，排氢阀22设置于阳极排气通路21上，排氢阀22能够将由第二排气口64排出的气体中的水分及其它杂质气体排出，而剩余未反应的氢气由第二气路继续进入电堆6的阳极进气口，以继续进行反应。

第一控制阀12设置于阴极供气通路11上，第一控制阀12包括第一输入端121、第一输出端122及第二输出端123，第一输入端121及第一输出端122均连通于阴极供气通路11，并且第一输入端121连通于空滤组件5，第一输出端122连通于第一进气口61，第二输出端123连通于第一通路31，第一控制阀12能够分别通断第一输出端122及第二输出端123，并能够调节由第一输出端122及第二输出端123输出的气体的流量及压力。由于比例阀能够按比例调节由空滤组件5输出的空气分别进入第一气路及第三气路的气体的压力及流量，并且能减少压力变换时的冲击，优选地，第一控制阀12为三通比例阀。

借由上述结构，为了能够在电堆6变化功率时，提升第一气路中的空气的流量及压力变化的响应速度，并提升电堆6的性能，较佳地，第一气路还包括空压机13、中冷器14及增湿器15，空压机13的输入端连通于空滤组件5的输出端，以减小空滤组件5对第一气路中气体的流量及压力的影响，从而提升第一气路中的空气的流量及压力变化的响应速度；中冷器14的输入端连通于空压机13的输出端，中冷器14能够为空压机13输出的高温气体降温，第一控制阀12的第一输入端121连通于中冷器14的输出端，以避免高温空气进入电堆6的第一进气口61及氮氧分离装置34。增湿器15设置于第一进气口61的上游，第一控制阀12的第一输出端122及氮氧分离装置34的氧气输出端均连通于增湿器15的输入端，以在电堆6反应过程中，使质子交换膜始终能够保持湿润状态，从而提升电堆6的性能。

优选地，增湿器15包括第四输入端、第五输入端及第七输出端，空压机13的输出端及氮氧分离装置34的氧气输出端均连通于第四输入端，第五输入端及第一排气口63均连通于阴极排气通路16，第七输出端连通于第一进气口61，使得由第一排气口63排出的空气中未反应的氧气能够由阴极排气通路16连通至增湿器15的第五输入端，通过增湿器15进入第一进气口61中进行反应，由于由第一排气口63排出的空气中氧气含量较低，为了避免在电堆6提升功率时降低增湿器15通入第一进气口61中的氧气的浓度，增湿器15还可以包括第八输出端，第八输出端连通于第四通路38，并且第八输出端与第四通路38之间还设置有单向阀17，以使第八输出端能够排出增湿器15中的空气，并且防止第四通路38排出的其它气体逆流进入增湿器15中。

进一步地，为了便于控制氮氧分离装置34输出的氧气，在本实施例中，第三气路还包括第二控制阀35、节气阀37及第四通路38，第二控制阀35设置于第三通路33上，第二控制阀35包括第二输入端351、第三输出端352及第四输出端353，第二输入端351及第三输出端352均连通于第三通路33，并且第二输入端351连通于氮氧分离装置34的氧气输出端，第三输出端352连通于阴极供气通路11，由氮氧分离装置34输出的氧气能够由第三通路33进入阴极供气通路11，以通入第一气路中，从而能够提升第一气路中氧气的浓度。第四通路38连通于外界，第四输出端353连通于第四通路38，第二控制阀35能够分别通断第三输出端352及第四输出端353，以控制由氮氧分离装置34输出的氧气进入第一气路或由第四通路38排出，节气阀37能够控制第四通路38的通断，以能够使氧气由第四通路38排出。

进一步地，为了便于控制氮氧分离装置34输出的氮气，第三气路还包括第三控制阀36，第三控制阀36设置于第二通路32上，第三控制阀36包括第三输入端361、第五输出端362及第六输出端363，第三输入端361及第五输出端362均连通于第二通路32，并且第三输入端361连通于氮氧分离装置34的氮气输出端，第五输出端362连通于第二进气口62，氮氧分离装置34输出的氮气能够由第二通路32进入第二进气口62，从而能够使用为惰性气体的氮气吹扫电堆6；第六输出端363连通于第四通路38，从而能够由第六输出端363排出氮气，第三控制阀36能够分别通断第五输出端362及第六输出端363，以控制由氮氧分离装置34输出的氮气进入第二气路或由第四通路38排出。

可以理解的是，在其它实施例中，燃料电池的供气系统还可以包括第一储气机构及第二储气机构，第四输出端353连通于第一储气机构，第一储气机构能够储存由第四输出端353输入的氧气，第一储气机构能够连通于阴极供气通路11，并能够在氮氧分离装置34还未分离出氧气时为阴极供气通路11输送氧气；第六输出端363连通于第二储气机构，第二储气机构能够储存由第六输出端363输出的氮气，并能够在氮氧分离装置34还未分离出氮气或者氮氧分离装置34分离出的氮气气压不够时，为第二进气口62提供氮气，在此不作具体限制。

进一步地，为了能够提高燃料电池的供气系统的安全性，在本实施例中，燃料电池的供气系统还包括检测机构，检测机构包括流量计41、第一温度传感器421、第二温度传感器422、第一压力传感器431、第二压力传感器432及第三压力传感器433。流量计41设置于空滤组件5与空压机13之间，以能够检测进入第一气路中的空气的流量。第一温度传感器421及第一压力传感器431均设置于增湿器15的第七输出端与第一进气口61之间，以能够检测进入电堆6的阴极进气口中的空气的温度计压力。第二温度传感器422及第二压力传感器432均设置于第二排气口64及排氢阀22之间，以能够检测需要由排氢阀22排出的杂质气体的温度及压力。第三压力传感器433设置于第二进气口62与第三控制阀36的第五输出端362之间，以能够检测进入阳极进气口的氮气的压力。

本实施例还提供了一种基于如上所述的燃料电池的供气系统的供气方法，该供气方法能够解决当氢燃料电池的电堆6从低功率输出状态加载到大功率输出状态时，响应速度慢，并且易损伤质子交换膜的问题。

具体地，如图2所示，该供气方法包括：

打开第一控制阀12的第一输出端122，关闭第二输出端123，以使第一气路为阴极供应空气，并使第二气路为阳极供应氢气，使电堆6输出的功率处于稳定状态；

当需要增大电堆6输出的功率时，按一定比例同时打开第一控制阀12的第一输出端122及第二输出端123，以打开第一通路31，使空滤组件5输出的部分空气进入氮氧分离装置34，并开启氮氧分离装置34；

打开第二控制阀35的第三输出端352并关闭第四输出端353，使氮氧分离装置34输出的氧气由第三通路33通入第一气路中；

关闭第三控制阀36的第五输出端362并打开第六输出端363，以使氮氧分离装置34输出的氮气由第四通路38排出；

在增大功率后的电堆6输出的功率达到所需要增大的功率，并处于稳定状态后，完全打开第一控制阀12的第一输出端122，并关闭第二输出端123，以关闭第一通路31；

关闭第二控制阀35的第三输出端352，打开第四输出端353，以使氮氧分离装置34排出的氧气由第四通路38排出。

本实施例还提供一种基于如上所述的燃料电池的供气系统的供气方法，该供气方法能够解决采用氢气吹扫电堆6导致的氢气浪费及损伤燃料电池使用寿命的问题。该供气方法包括：

当电堆6关机并执行阳极吹扫命令时，关闭第一控制阀12的第一输出端122，并打开第二输出端123，以打开第一通路31并关闭第一气路，使空滤组件5输出的空气全部进入氮氧分离装置34，开启氮氧分离装置34；

关闭第二控制阀35的第三输出端352，并打开第四输出端353，以使氮氧分离装置34输出的氧气由第四通路38排出；

打开第三控制阀36的第五输出端362，并关闭第六输出端363，以使氮氧分离装置34输出的氮气由第二通路32持续通入阳极的进气口；

打开排氢阀22，以使阳极的排气口排出氮气，从而能够排出残留在电堆6中的氢气；

待阳极吹扫命令结束时，打开第一控制阀12的第一输出端122，并关闭第二输出端123，以关闭第一通路31，以使第一气路在通入空气后能够直接进入阴极进气口；

关闭第三控制阀36的第五输出端362，并打开第六输出端363，以排出第三气路中的氮气。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中的空压机13为离心式空压机。

离心式空压机在使用过程中，如果流量离心式空压机中空气的流量减少到一定程度时，就会发生一种非正常工况下的振动，即离心式空压机处于喘振状态。处于喘振状态下的离心式空压机中的气流能够沿离心式空压机的轴线方向发生低频率、高振幅的气流震荡，使得离心式空压机输出的空气的压力下降，从而大大降低电堆6的功率。

为了解决上述问题，本实施例提供的燃料电池的供气系统还包括检测机构，检测机构能够检测离心式空压机是否处于喘振状态，并且第一气路能够在离心式空压机处于喘振状态时打开第一通路31，以能够在第一气路中的空气压力减小的情况下，提升空气中氧气的浓度，从而能够避免处于喘振状态的离心式空压机对燃料电池大的电堆6的影响。

本实施例另一方面提供一种基于如上所述的燃料电池的供气系统的供气方法，以解决离心式空压机处于喘振状态时影响燃料电池的性能并降低燃料电池的使用寿命的问题。该供气方法包括：

打开第一气路并关闭第一通路31，使离心式空压机持续输出空气；

检测机构检测离心式空压机的振动，并在离心式空压机处于喘振状态时，按一定比例同时打开第一控制阀12的第一输出端122及第二输出端123，以打开第一通路31，使离心式空压机输出的部分空气进入氮氧分离装置34，并打开氮氧分离装置34；

打开第二控制阀35的第三输出端352，并关闭第四输出端353，使氮氧分离装置34输出的氧气由第三通路33通入第一气路中，以提高第一气路氧气的浓度；

关闭第三控制阀36的第五输出端362，并打开第六输出端363，以使氮氧分离装置34产生的氮气由第四通路38排出；

检测机构继续检测离心式空压机是否处于喘振状态，并在离心式空压机不处于喘振状态时，完全打开第一控制阀12的第一输出端122，并关闭第二输出端123，以关闭第一通路31。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池的供气系统，包括空滤组件(5)、第一气路及第二气路，所述空滤组件(5)的输出端连通于所述第一气路的输入端，所述第一气路能够为燃料电池的电堆(6)的阴极供应空气，所述第二气路能够为所述电堆(6)的阳极供应氢气，其特征在于，所述燃料电池的供气系统还包括第三气路，所述第三气路包括：

氮氧分离装置(34)，能够分离进入所述氮氧分离装置(34)的气体中的氮气和氧气；

第一通路(31)，能够连通所述空滤组件(5)的输出端及所述氮氧分离装置(34)的输入端，所述第一气路能够通断所述第一通路(31)；

第二通路(32)，能够连通所述氮氧分离装置(34)的氮气输出端及所述阳极的进气口；及

第三通路(33)，能够连通所述氮氧分离装置(34)的氧气输出端及所述第一气路。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的供气系统，其特征在于，所述第一气路包括第一控制阀(12)，所述第一控制阀(12)包括连通于所述空滤组件(5)的第一输入端(121)、连通于所述第一气路的第一输出端(122)，以及连通于所述第一通路(31)的第二输出端(123)，所述第一控制阀(12)能够分别通断所述第一输出端(122)及所述第二输出端(123)，并调节由所述第一输出端(122)及所述第二输出端(123)输出的气体的流量及压力。

3.根据权利要求1所述的燃料电池的供气系统，其特征在于，所述第三气路还包括第二控制阀(35)，所述第二控制阀(35)包括连通于所述氮氧分离装置(34)的氧气输出端的第二输入端(351)、连通于所述第一气路的第三输出端(352)，以及连通于外界的第四输出端(353)，所述第二控制阀(35)能够分别通断所述第三输出端(352)及所述第四输出端(353)。

4.根据权利要求1所述的燃料电池的供气系统，其特征在于，所述燃料电池的供气系统还包括用于排出所述阳极的排气口中的气体的排氢阀(22)，所述第三气路还包括第三控制阀(36)，所述第三控制阀(36)包括连通于所述氮氧分离装置(34)的氮气输出端的第三输入端(361)、连通于所述阴极的进气口的第五输出端(362)，以及连通于外界的第六输出端(363)，所述第三控制阀(36)能够分别通断所述第五输出端(362)及所述第六输出端(363)。

5.根据权利要求1所述的燃料电池的供气系统，其特征在于，所述第一气路包括空压机(13)及增湿器(15)，所述空压机(13)位于所述第一气路的输入端，所述空压机(13)的输出端及所述氮氧分离装置(34)的氧气输出端均连通于所述增湿器(15)的输入端，所述增湿器(15)的输出端连通于所述阴极的进气口。

6.根据权利要求5所述的燃料电池的供气系统，其特征在于，所述增湿器(15)包括第四输入端、第五输入端及第七输出端，所述空压机(13)的输出端及所述氮氧分离装置(34)的氧气输出端均连通于所述第四输入端，所述第五输入端连通于所述阴极的排气口，所述第七输出端连通于所述阴极的进气口。

7.根据权利要求5所述的燃料电池的供气系统，其特征在于，所述燃料电池的供气系统还包括检测机构，所述空压机(13)为离心式空压机，所述检测机构能够检测所述离心式空压机是否处于喘振状态，并且所述第一气路能够在所述离心式空压机处于所述喘振状态时打开所述第一通路(31)。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的燃料电池的供气系统的供气方法，其特征在于，包括：

使所述第一气路及所述第二气路分别为所述阴极供应空气及所述阳极供应氢气，以使所述电堆(6)输出的功率处于稳定状态；

当需要增大所述电堆(6)输出的功率时，打开所述第一通路(31)，以使所述空滤组件(5)输出的部分空气进入所述氮氧分离装置(34)，并开启所述氮氧分离装置(34)；

使所述氮氧分离装置(34)输出的氧气由所述第三通路(33)通入所述第一气路中，并在增大功率后的所述电堆(6)输出的功率处于稳定状态后，关闭所述第一通路(31)。

9.一种基于权利要求1-7任一项所述的燃料电池的供气系统的供气方法，其特征在于，包括：

当所述电堆(6)关机并执行阳极吹扫命令时，打开所述第一通路(31)并关闭所述第一气路，以使所述空滤组件(5)输出的空气全部进入所述氮氧分离装置(34)，关闭所述第二气路并开启所述氮氧分离装置(34)；

使所述氮氧分离装置(34)输出的氮气由所述第二通路(32)持续通入所述阳极的进气口，并使所述阳极的排气口排出所述氮气；

待所述阳极吹扫命令结束时，关闭所述第一通路(31)。

10.一种基于权利要求7所述的燃料电池的供气系统的供气方法，其特征在于，包括：

打开所述第一气路并关闭所述第一通路(31)，所述离心式空压机持续输出空气；

所述检测机构检测所述离心式空压机的振动，并在所述离心式空压机处于所述喘振状态时，打开所述第一通路(31)，以使所述离心式空压机输出的部分所述空气进入所述氮氧分离装置(34)，并开启所述氮氧分离装置(34)；

使所述氮氧分离装置(34)输出的氧气由所述第三通路(33)通入所述第一气路中，并在检测机构检测所述离心式空压机不处于所述喘振状态时，关闭所述第一通路(31)。

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