CN115516672A - 燃料供应装置 - Google Patents

Abstract

一种用于燃料电池系统的燃料供应装置，装置包括：燃料供应流路，通过其将燃料供应到燃料电池系统的入口，其中燃料供应流路包括相互平行的第一分支和第二分支；燃料再循环流路，通过其将剩余燃料从燃料电池系统的出口转移至燃料供应流路，其中燃料再循环流路包括第一分支和第二分支；第一喷射器，用于将再循环燃料从燃料再循环流路的第一分支引入燃料供应流路的第一分支；第二喷射器，用于将再循环燃料从燃料再循环流路的第二分支引入燃料供应流路的第二分支；第一阀，用于控制燃料供应流路的第二分支处的流动，以及第二阀，用于控制燃料再循环流路的第二分支处的流动，其中第一和第二阀各自具有：第一关闭位置，在该处阻止流动；和第二打开位置，在该处允许流动。当燃料电池系统以较低的第一功率比运行时，第一阀和第二阀处于第一关闭位置，从而阻止将再循环燃料引入到第二喷射器处的燃料供应流路的第二分支；并且当燃料电池系统以较高的第二功率比运行时，第一和第二阀处于第二打开位置，使得再循环燃料在第二喷射器处进入燃料供应流路的第二分支。

Description

燃料供应装置

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池系统的燃料供应装置，及包含燃料供应装置的燃料电池系统。

背景技术

典型的燃料电池系统被配置为主要使用气体燃料，比如氢气。在这样的系统中，燃料通过供应歧管从燃料存储箱进入到该系统。随后，燃料进入电池堆进行发电。但是，在发电过程中，并不会消耗掉所有供应到燃料电池堆的燃料。剩余燃料可以从电池堆中去除并在燃料电池系统内重新循环使用以避免浪费。

剩余燃料必须返回到燃料电池堆的燃料供应中。众所周知，再循环剩余燃料以及将剩余燃料输回燃料供应处需要使用泵。这种再循环泵需要电力供应，并增加了燃料电池系统的复杂性。

因此，可以通过一喷射器使得再循环的剩余燃料重新进入燃料供应中。虽然这降低了系统的复杂性，但在相同功率水平下，不太可能满足燃料电池系统的燃料再循环的要求。此外，燃料电池系统需要多个组件来保持复杂性从而优化燃气通过该系统的流动性。流动的滞后现象将导致燃料电池系统的不精确。

本发明旨在解决上述问题中的一个或多个问题。

发明内容

本发明的各方面和实施例提供了一种燃料电池系统的燃料供应装置，该装置包括：燃料供应流路，通过燃料供应流路将燃料供应到所述燃料电池系统的入口，其中所述燃料供应流路包括第一分支和平行于第一分支布置的第二分支；燃料再循环流路，剩余燃料从所述燃料电池系统的出口转移到燃料供应流路，其中所述燃料再循环流路包括第一分支和第二分支；第一喷射器，用于将再循环燃料从再循环流路的第一分支引入到燃料供应流路的第一分支；第二喷射器，用于将再循环燃料从再循环流路的第二分支引入到燃料供应流路的第二分支；第一阀，用于控制在燃料供应流路的第二分支处的流量，及第二阀，用于控制燃料再循环流路的第二分支处的流量，其中第一阀和第二阀均具有：用于第一关闭位置，在该位置处阻止流动；和第二打开位置，在该位置处允许流动。当所述燃料电池系统以较低的第一功率比操作时，第一和第二阀处于第一关闭位置，从而防止再循环燃料进入到到第二喷射器处的燃料供应第二流路的第二分支。当所述燃料电池系统以较高的第二功率比操作时，第一和第二阀处于第二打开位置，使得再循环燃料流入到第二喷射器的燃料供应流路的第二分支。

有利地，使用喷射器而非泵来再循环剩余燃料可以降低该燃料供应装置的成本和复杂性。通过按需(即当燃料电池系统以较高的功率比运行时)使用第二喷射器提高了再循环性能。第二喷射器通过第一和第二阀与该装置孤立。

在示例性实施例中，所述燃料供应装置还包括控制系统，其中所述燃料供应流路包括比例阀，且所述控制系统被配置为为所述比例阀提供闭环控制。

比例阀的闭环控制有利地减少了滞后，并改善了通过比例阀的流动的线性度。

在示例性实施例中，燃料供应装置还包括歧管单元，歧管单元被配置为将燃料引入到燃料供应流路，其中，第一喷射器和第二喷射器以及第一阀和第二阀与歧管单元一体。

将喷射器和相关阀门集成到歧管单元中，使得布置更为紧凑，并增加了将组件安装成装置的简易性。

在示例性实施例中，燃料供应流路包括比例阀，并且该比例阀与该歧管单元一体。

在示例性实施例中，燃料供应流路包括比例阀上游的第一压力传感器和第一和第二喷射器下游的第二压力传感器，第一和第二压力传感器与歧管单元一体。

将其他组件(即比例阀和/或压力传感器)集成到歧管单元中，进一步提高了安装的简易性，从而提高了效率。

在示例性实施例中，第一喷射器和第二喷射器彼此基本相同。

相较于一个喷射器适应一个系统功率，另一个喷射器适应另一个系统功率，第一和第二喷射器的并行使用，可以允许相同类型、具有相同大小喷嘴的喷射器互换使用。装置所需的不同部件的数量减少，易于组装，有利地降低了系统的复杂性。

在示例性实施例中，第一喷射器和第二喷射器具有不同的容量。

根据所述功率比要求，彼此平行布置并有选择地在不同功率比要求下使用不同容量的喷射器，提供了一系列喷射器容量。

在示例性实施例中，第一和第二阀是彼此成一体。

第二喷射器的布置使得第一和第二阀同时在打开和关闭位置之间进行切换，允许第一和第二阀形成同一阀的一部分并一起操作，该装置因此被有利地简化。

在示例性实施例中，所述燃料供应流路包括平行于第一和第二分支布置的第三分支，其中所述燃料再循环流路包括第三分支。

在示例性实施例中，该装置还包括：第三喷射器，用于将再循环燃料从燃料再循环流路的第三分支引入到燃料供应流路的第三分支；第三阀，用于控制燃料供应流路的第三分支处的流动，以及第四阀，用于控制燃料再循环流路的第三分支处的流动，其中第三和第四阀均具有第一关闭位置以阻止流动和第二打开位置以允许流动。当所述燃料电池系统在较低的第一功率比下操作时，第三阀和第四阀处于第一关闭位置，从而防止再循环燃料进入到第三喷射器处的燃料供应流路的第三分支。当所述燃料电池系统在较高的第二功率比下操作时，第三阀和第四阀处于第一关闭位置，从而防止将再循环燃料引入到第三喷射器处的燃料供应流路的第三分支。当所述燃料电池系统以高于第一功率比的第三功率比操作时，第三和第四阀处于第二打开位置，使得再循环燃料被引入到第三喷射器处的燃料供应流路的第三分支。

提供的第三喷射器允许随着燃料电池堆的功耗变化而满足增加的流量要求范围。例如，三个喷射器可以同时使用，或者第一和第三喷射器可以组合使用，或者第一和第二喷射器可以组合使用。

在示例性实施例中，第一和第二阀是电磁阀。

电磁阀有利可靠，操作简单快捷。

在示例性实施例中，第二阀是止回阀。

有利地，止回阀或逆止阀仅由燃料流动控制，并且运行不需要电从而节省电力。止回阀可有效地防止气体在不需要的方向上流动。

在示例性实施例中，第一阀位于第二喷射器上游的燃料供应流路的第二分支上。

位于第二喷射器上游的第一阀避免了对第二喷射器的下游路径的限制，同时允许控制燃料供应流路的第二分支处的流动。

在示例性实施例中，燃料供应装置包括用于控制燃料再循环流路的第一分支处的流动的阀。

当同时使用两个喷射器时，即在燃料电池系统以更高的第二功率比运行时，这样的阀门防止第一和第二喷射器相互影响。

在示例性实施例中，用于控制燃料再循环流路的第一分支处的流量的阀是止回阀。

逆止阀或止回阀简单有效，燃料电池系统运行时，第一喷射器可操作为防止再循环燃料流向第一喷射器。

在示例性实施例中，第一喷射器和第二喷射器中的一个或两个是多级喷射器。

这样的多级喷射器允许针对特定的应用来优化燃料供应装置。

还提供包括上述燃料供应装置的燃料电池系统。

在本申请的范围内，明确规定前述段落、权利要求和/或以下描述和附图中所述的各方面、实施例、实施方案和替代方案可以独立地或任意组合。也就是说，可以以任何方式和/或组合来组合所有实施例和/或任何实施例的特征，除非这些特征不兼容。申请人保留更改任何原始提出的权利要求或相应地提出任何新权利要求的权利，包括修改任何原始提出的权利要求，以及依赖于和/或结合任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管该权利最初并非以这种方式提出的。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式描述一个或多个实施例，在附图中：

图1为根据本教导的燃料电池系统的燃料供应装置的电路图；

图2是图1中的燃料供应装置的歧管单元的立体图；

图3是图2的歧管单元的另一立体图；

图4为图2和图3中的歧管单元的分解视图；

图5为图2-4中的歧管单元的前视图；

图6是图5所示的A：A处通过图2-5的歧管单元的横截面视图；

图7是根据本教导的另一歧管单元的立体图；

图8是图7中的歧管单元的另一立体图；

图9为图7和图8中的歧管单元的分解视图；

图10是图7-9中的歧管单元的前视图；

图11是图10所示的B：B处通过图7-10的歧管单元的横截面视图；

图12是根据本教导的燃料电池系统的另一个燃料供应装置的电路图；

图13是图12中的燃料供应装置的歧管单元的立体图；

图14是图13中的歧管单元的分解视图；

图15是图13和图14中的歧管单元的前视图；

图16是C：C处通过图13-15的歧管单元的横截面视图；及

图17是根据本教导的另一歧管单元的横截面视图。

具体实施方式

图1的电路图示出了燃料电池系统11的燃料供应装置，燃料供应装置通常以10示出。在所描述的燃料电池系统中使用的燃料是气态氢。然而，该燃料供应装置适用于或可适用于其他类型的燃料电池。

燃料供应装置10具有燃料供应流路14。燃料从燃料储存箱16进入燃料供应装置10，并沿着燃料供应流路14到达燃料电池堆12的入口18。在本实施例中，燃料电池堆为氢燃料电池堆12形式。燃料供应流路14具有相互平行布置的第一分支20和第二分支22。

燃料供应装置10具有燃料再循环流路24，用于从氢电池堆12的出口26转移剩余燃料。将来自氢电池堆12的剩余燃料引入燃料供应流路14，并因此返回到电池堆12的入口18，从而减少浪费。

燃料再循环流路24具有第一分支28和第二分支30。第一分支28被设置为将再循环燃料引入到燃料供应流路14的第一分支20。燃料再循环流路24的第二分支30将再循环燃料引入到燃料供应流路14的第二分支22。

在燃料供应流路的第一分支20和第二分支22处分别设置喷射器32、34，以便将剩余燃料引入燃料供应流路14。第一喷射器32设置在燃料供应流路的第一分支20上，并且第二喷射器34设置在燃料供应流路的第二分支22上。因此，无需泵即可方便地再循环剩余燃料，从而降低了燃料供应装置10的复杂性和成本。

当燃料供应装置10处于工作状态，并且燃料通过燃料供应流路14从储存箱16转移到燃料电池入口18时，燃料供应流路的第一分支20一直处于使用状态，即燃料可以经由燃料供应流路14的第一分支20通过燃料供应流路14。类似地，当燃料供应装置10处于工作状态时，燃料再循环流路的第一分支28一直处于打开状态，并且将剩余燃料引入燃料供应流路14。

燃料供应装置10具有分别用于控制燃料供应流路的第二分支22和燃料再循环流路的第二分支30的流动的第一阀36和第二阀38。在本实施例中，尽管可以使用可替代的合适的阀，第一阀36和第二阀的38是2/2路的阀。作为2/2路阀，阀36和阀38都具有阻止流动的第一关闭位置，以及允许流动的第二打开位置。当燃料电池堆12以所述预定的较低功率比操作时，不需要通过燃料再循环流路的第二分支30进行再循环。阀36、阀38处于关闭位置，使得第二喷射器34与电路隔离—防止沿燃料再循环流路的第二分支30和燃料供应流路的第二分支22的燃料流动。如上所述，燃料供应和燃料再循环仅通过第一分支20、28进行。

在本实施例中，燃料供应流路14的第二分支22的第一阀36位于第二喷射器34的下游。在下面进一步详细描述的替代实施例中，燃料供应流路的第二分支的第一阀位于第二喷射器的上游。

当燃料电池堆12以预定的较低的功率比操作时，该路径足以将剩余燃料再循环到燃料供应流路14。然而，当燃料电池堆12以预定的较高的功率比操作时，燃料电池堆12的燃料需求以及从燃料电池堆12排出的剩余燃料量增加，使得燃料供应装置10的流动需求增加。

此刻，阀36、阀38移动到打开位置，使得第二喷射器34不再与电路隔离。然后，燃料可以沿着燃料供应流路14的第二分支22以及第一分支20流动，以到达燃料电池堆入口18。燃料可以沿着燃料再循环流路24的第二分支30以及第一分支28流动，以通过各个喷射器32、34到达燃料供应路径14。两个喷射器32、34都在使用中，因此(燃料供应和燃料再循环的)燃料流量都增加。有利地，通过操作两个2/2路阀，可以简单地实现燃料流量的增加。

在可替代的实施例中，第一和第二阀是彼此成一体的。即，单个阀用于关闭和打开燃料供应和燃料再循环流路的第二分支，以便可以通过单个阀的操作将第二喷射器与电路隔离。在一个实施例中，单个阀是4/2路阀，在第一位置，所有四个端口被阻塞，并防止穿过阀的任何方向的流动。在第二位置，所有端口都打开，允许流过阀。

燃料供应流路14在将燃料供应流路14划分为第一分支20和第二分支22的上游具有比例阀40。燃料供应装置10具有控制系统45，用于控制通过比例阀40的流动。在本实施例中，控制系统45通过闭环控制使用CAN通信来操作比例阀40。使用闭环控制能够对比例阀40进行精确控制，并且有利地减少滞后。也减少了线性误差，即，减少了测试数据的输出值与特定命令信号处的理想数据之间的差。

在可替代的实施例中，比例阀位于燃料供应装置的其他位置或燃料供应装置的外部。

燃料供应装置10具有减压阀42。在本实施例中，减压阀42位于燃料供应流路14上。在本实施例中，减压阀42位于将燃料供应流路分成第一分支20和第二分支22的下游。在替代实施例中，减压阀位于燃料供应装置10中的其他位置。

燃料供应装置10具有位于燃料供应流路14上的将燃料供应流路分成第一分支20和第二分支22的上游的2/2路操作阀44。操作阀44可在对应于燃料供应装置10的激活或停用的打开位置和关闭位置之间移动，即，当操作阀44处于关闭位置时，燃料供应装置10是不可操作的。当操作阀44处于打开位置时，燃料供应装置10是可操作的，燃料经由燃料供应流路14供应到燃料电池堆12。在本实施例中，操作阀44为电磁阀44的形式。在可替代的实施例中，可使用可替代的合适的阀。

燃料供应装置在燃料供应流路14上具有第一压力传感器46和第二压力传感器48。第一压力传感器位于操作阀44的上游，并因此检测从燃料储存箱16进入燃料供应装置10的燃料的压力。第二压力传感器48位于第一分支20和第二分支22的下游。因此，第二压力传感器在燃料到达燃料电池堆12的入口18之前检测燃料压力。

燃料供应装置10具有过滤器50，用于在从燃料储存箱16进入燃料供应装置10时过滤燃料。为此，过滤器50位于操作阀44上游的燃料供应流路14上。在本实施例中，第一压力传感器46位于过滤器50的下游。

如图2-6所示，本实施例的燃料供应装置10布置在模块化歧管单元52中。燃料供应装置10的部件连接或保持在模块化歧管单元52内，使得燃料供应装置10安装快速、简单。

来自燃料储存箱16的燃料从入口53处进入歧管单元52，过滤器50支撑在歧管单元52内。在到达燃料电池堆12的入口18之前，燃料在出口55离开歧管单元52(见图1)。从燃料电池堆12排出的剩余再循环燃料在再循环端口57处进入歧管单元52。

在本实施例中，第一喷射器32和第二喷射器34、第一阀36和第二阀36、比例阀40以及控制系统45与歧管单元52成一体。即，这些部件被支撑、固定到和/或固定在歧管单元52的主体60内。

如图4所示，在本实施例中，歧管单元52的主体60由三个部分60a、60b、60c构成。每个部分60a、60b、60c限定被构造为接收燃料供应装置的部件的孔。中央部分60b限定了两个接收部分61，它们被构造为接收喷射器32、34，使得喷射器32、34保持在主体60内。部分60a、60b、60c限定突起和相应的定位孔，以方便和快速地组装。在可替代的实施例中，歧管单元52的主体60由少于，或多于三个的部分组成。

在此实施例中，操作阀44、压力传感器46、48、过滤器50和减压阀42也包含在歧管单元52中。在可替代的实施例中，操作阀、压力传感器、减压阀和过滤器中的一个或多个位于燃料电池系统的其他位置，而不是在歧管单元中。

如图4和图6所示，第一喷射器32和第二喷射器34具有相同的设计。即，第一喷射器和第二喷射器彼此相同，并且具有相同的流通能力(flow capacity)。在可替代的实施例中，第一喷射器和第二喷射器彼此基本相同，并且具有基本相同的流通能力。响应于燃料电池堆以较高的功率比运行，并行使用的喷射器可以使用这些相同的部件——燃料供应装置的燃料流量随着多个喷射器的使用而不是不同大小/容量(capacity)的喷射器而增加。第一喷射器32和第二喷射器34的喷嘴尺寸可以相同。

在本实施例中，第一喷射器32和第二喷射器34中的每个都是单级喷射器。如图4和6所示，第一喷射器32和第二喷射器34均具有第一组吸入口64，吸入口64位于喷射器32、34的周围，再循环燃料通过该第一组吸入口进入每个喷射器32、34。

因此，减少了在燃料供应装置10中使用的不同部件的数量，从而减少了组装的复杂性，因为任何一个喷射器都可以安装在任一个位置。

在可替代的实施例中，如下文进一步详细描述的，第一和第二喷射器彼此不同。

虽然在所描述的实施例中提供了第一喷射器和第二喷射器，但可以通过增加另外的喷射器和将所述喷射器与电路隔离的相关阀来调节燃料供应装置的燃料流量。例如，在一个实施例中，提供了第三喷射器。在这样的实施例中，燃料供应流路具有第三分支，并且燃料再循环流路具有第三分支，使得剩余燃料可以同时通过三个喷射器，或者同时通过两个喷射器(第一和第三喷射器或第一喷射器或第二喷射器)，或者单独通过第一供应流路，从燃料电池堆出口再循环到燃料供应流路。因此，提供了更大的燃料流量范围。在这样的实施例中，第三喷射器可以再次与第一和第二喷射器相同或基本上相同。

在本实施例中，第一阀36和第二阀38以及操作阀44都是电磁阀。在可替代的实施例中，这些阀门可以是一些其他类型的阀门，例如，电动球阀、直接提升阀或滑阀。

图7-11示出了一个可替代布局的歧管单元52。同样，第一喷射器32和第二喷射器34、第一阀36、第二阀38、比例阀40以及控制系统45包含在歧管单元52中。在此实施例中，操作阀44、压力传感器46、48、过滤器50和减压阀42也包含在歧管单元52中。在可替代的实施例中，操作阀、压力传感器、减压阀和过滤器中的一个或多个位于燃料电池系统的其他位置，而不是在歧管单元中。与上一实施例一样，可以快速且方便地安装燃料供应装置10。

歧管单元的布局可以以多种方式进行调整，以适应燃料供应装置的特定应用。同样地，喷射器的设计也可以改变，例如，根据喷嘴供应装置的燃料流量要求和所涉及的压力范围，可以改变喷嘴直径。在可替代的实施例中，第一喷射器和第二喷射器的喷嘴尺寸彼此不同，以满足所需的燃料功率要求。即，第一个和第二个喷射器具有不同的流通能力。

可以调整燃料供应装置的控制，以适应使用控制系统45的特定应用。

现参照图12-16，示出了另一个实施例。仅详细描述了与先前实施例的区别。与先前实施例的组件相对应的组件用相同的附图标记表示，并带有附加的在前的“1”。

在本实施例中，燃料再循环路径124的第二分支130的第二阀138是止回阀或逆止阀138。止回阀138阻止燃料沿着再循环路径124的第二分支130所不需要的方向流动，即，朝向燃料电池堆112，同时允许沿着期望的方向流动，即朝向第二喷射器134方向流动。沿着燃料供应路径114的第二分支122的流动由第一阀136控制，因此不需要防止燃料沿着再循环路径124的第二分支130向第二喷射器134流动。使用止回阀138增加了对燃料供应装置100的控制的简单性，并减少了装置100的操作所需的电力，因为打开或关闭止回阀138不需要电力。

与上述实施例相比，本实施例的第一阀136位于燃料喷射流路114的第二分支上的第二喷射器134的上游。有利地，将第一阀136定位在第二喷射器134的上游，避免了对第二喷射器134的下游流动的潜在限制。给予了第一阀136的设计选择的更大的灵活性，因为不需要考虑与第二喷射器134的特性有关的第一阀136的孔口尺寸。

在本实施例中，在燃料再循环路径124的第一分支128中设置有附加阀162。阀162防止燃料沿着再循环路径124的第一分支128所不需要的方向流动，即朝向燃料电池堆112，同时允许沿着期望的方向流动，即朝向第一喷射器132。因此，当两个喷射器132、134都使用时，阀162可以防止第一和第二喷射器132、134相互影响。

在此实施例中，阀162是止回阀162，它允许燃料沿着再循环路径124的第一分支128向第一喷射器132流动，同时防止燃料向燃料电池堆112流动。有利地，使用止回阀162增加了燃料供应装置100的控制的简单性，并限制了装置100的操作所需的电力，因为打开或关闭止回阀162不需要电力。

在一个可替代的实施例中，第三阀是一些其它合适类型的阀，例如2/2路电磁阀。

在此实施例中，与上述实施例中一样，第二喷射器134是单级喷射器，第一组吸入口164设置在第二喷射器134的周边。在本实施例中，第一喷射器132和第二喷射器132134彼此不同。本实施例的第一喷射器132是具有多个吸入口164、166的多级喷射器，再循环燃料通过吸入口164、166进入喷射器134。本实施例的第一喷射器132是具有设置在第一喷射器132的周边的第一组吸入口164和第二组吸入口166的二级喷射器。

包含二级喷射器132可以有利地提高抽吸效率。

如图16所示，二级喷射器132被接收在接收部分161中。接收部分161都适合于接收多级或单级喷射器，使得岐管单元152的主体160适合与多级或单级喷射器一起使用。

在一个可替代的实施例中，第一喷射器是单级喷射器，而第二喷射器是二级喷射器。

图17中示出了另一个实施例。由于本实施例与先前的实施例相似，因此仅详细描述与先前的实施例的区别。与先前实施例对应的部件用类似的参考数字表示，具有附加在前面的“2”。

在此实施例中，与上述实施例中一样，第二喷射器234是单级喷射器，第一组吸入口264布置在第二喷射器234的周边。在本实施例中，第一喷射器232和第二喷射器234彼此不同。本实施例的第一喷射器232是具有多组吸入口264、266、268的多级喷射器，再循环燃料通过该多组吸入口264、266、268进入喷射器234。本实施例的第一喷射器232是具有串联布置在第一喷射器232的周边的第一组吸入口264、第二组吸入口266和第三组吸入口268的三级喷射器。

包含三级喷射器232可以有利地提高抽吸效率。

如图17所示，三级喷射器232被接收在接收部分261中。接收部分261都适合于接收多级或单级喷射器，从而使得岐管单元的主体260适合与多级或单级喷射器一起使用。

在一个可替代的实施例中，第一喷射器是单级喷射器，而第二喷射器是三级喷射器。

在一个可替代的实施例中，燃料供应装置具有不同数量的多级喷射器，例如，一个两级喷射器和一个三级喷射器。在可替代的实施例(未示出)中，燃料供应装置具有相同的或基本相同的多级喷射器，基本相同的多级喷射器具有基本相同的流通能力。在一个可替代实施例中，燃料供应装置具有两个两级喷射器。在一个可替代的实施例中，燃料供应装置具有两个三级喷射器。在具有两个以上喷射器的实施例中，燃料供应装置具有不同级数的喷射器的组合，或者燃料供应装置具有相同数量级数的喷射器。

上述的燃料供应装置提供了对剩余燃料的再循环的精确控制。燃料供应装置的多个部件合并到一个模块化单元中，提高了安装的方便性。这两个喷射器的布置允许它们被简单地控制，以满足燃料电池系统的不同流量要求，即，取决于燃料电池堆的功率功耗。第二喷射器可以简单地使用2/2路阀(复数个)或2/2单向阀(单个)和止回阀进行隔离。

利用闭环控制解决了流动曲线的滞后和线性问题。通过控制系统和比例阀，提高了系统的整体稳定性和安全性。模块化岐管单元布置提高了系统与各种应用程序的兼容性。

Claims (14)

1.一种用于燃料电池系统的燃料供应装置，所述装置包括：

燃料供应流路，通过所述燃料供应流路将燃料供应至所述燃料电池系统的入口，其中所述燃料供应流路包括第一分支和与所述第一分支平行布置的第二分支；

燃料再循环流路，通过所述燃料再循环流路将剩余燃料从所述燃料电池系统的出口转移至燃料供应流路，其中所述燃料再循环流路包括第一分支和第二分支；

第一喷射器，用于将再循环燃料从所述燃料再循环流路的第一分支引入所述燃料供应流路的第一分支；

第二喷射器，用于将再循环燃料从所述燃料再循环流路的第二分支引入所述燃料供应流路的第二分支；

第一阀，用于控制所述燃料供应流路的第二分支处的流动，以及第二阀，用于控制所述燃料再循环流路的第二分支处的流动，其中第一和第二阀各自具有第一关闭位置和第二打开位置，处于在所述第一关闭位置时则阻止流动，处于所述第二打开位置时则允许流动；

其中，当所述燃料电池系统以较低的第一功率比运行时，所述第一阀和所述第二阀处于所述第一关闭位置，从而阻止再循环燃料在所述第二喷射器处引入到所述燃料供应流路的第二分支；和

当所述燃料电池系统以较高的第二功率比运行时，所述第一阀和所述第二阀处于所述第二打开位置，使得再循环燃料在所述第二喷射器处被引入所述燃料供应流路的第二分支。

2.根据权利要求1所述的燃料供应装置，还包括控制系统，其中，所述燃料供应流路包括比例阀，所述控制系统被配置为对所述比例阀进行闭环控制。

3.根据权利要求1所述的燃料供应装置，还包括歧管单元，所述歧管单元被配置为将燃料引入到所述燃料供应流路，其中所述第一和第二喷射器以及所述第一和第二阀与所述歧管单元形成一体。

4.根据权利要求3所述的燃料供应装置，其特征在于，所述燃料供应流路包括比例阀，所述比例阀与所述歧管单元形成一体。

5.根据权利要求3所述的燃料供应装置，其特征在于，所述燃料供应流路包括在比例阀上游的第一压力传感器和在所述第一和第二喷射器下游的第二压力传感器，并且其中所述第一和第二压力传感器与所述歧管单元形成一体。

6.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述第一喷射器和所述第二喷射器彼此基本相同。

7.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述第一喷射器和所述第二喷射器的容量不同。

8.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀彼此一体。

9.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述燃料供应流路包括与所述第一分支和所述第二分支平行设置的第三分支，其中所述燃料再循环流路包括第三分支，并且其中所述装置还包括：

第三喷射器，用于将再循环燃料从所述燃料再循环流路的第三分支引入所述燃料供应流路的第三分支；

第三阀，用于控制所述燃料供应流路的第三分支处的流动，以及第四阀，用于控制所述燃料再循环流路的第三分支处的流动，其中所述第三和第四阀各自具有第一关闭位置和第二打开位置，在所述第一关闭位置处阻止流动，在所述第二打开位置处允许流动；

其中，当所述燃料电池系统以较低的第一功率比运行时，所述第三和第四阀处于所述第一关闭位置，从而阻止再循环燃料在所述第三喷射器处进入所述燃料供应流路的第三分支；

当所述燃料电池系统以较高的第二功率比运行时，所述第三和第四阀处于所述第一关闭位置，阻止再循环燃料在所述第三喷射器处进入所述燃料供应流路的第三分支；以及

当所述燃料电池系统以高于第一功率比的较高的第三功率比运行时，所述第三和第四阀处于第二打开位置，使得再循环燃料在所述第三喷射器处被引入所述燃料供应流路的第三分支。

10.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述第二阀是止回阀。

11.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述第一阀位于所述第二喷射器上游的所述燃料供应流路的第二分支上。

12.根据权利要求1所述的燃料供应装置，还包括用于控制所述燃料再循环流路的第一分支处的流动的阀；优选地，其中用于控制所述燃料再循环流路的第一分支处的流动的阀是止回阀。

13.根据权利要求1所述的燃料供应装置，其特征在于，所述第一喷射器和所述第二喷射器中的一个或两个为多级喷射器；优选地，其中所述第一喷射器和第二喷射器中的一个或两个是两级喷射器。

14.一种燃料电池系统，包括根据权利要求1所述的燃料供应装置。

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