CN213071183U - 一种增加燃料电池进气压力的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种增加燃料电池进气压力的系统，该系统包括燃料电池本体、氢气供给回路、空气供给回路、燃料电池控制单元、燃料电池单体电压巡检系统、第一节气门和第二节气门，所述氢气供给回路和所述第一节气门分别与所述氢气进入端和所述氢气输出端连通，所述空气供给回路和所述第二节气门分别与所述空气进入端和所述空气输出端连通，所述燃料电池控制单元分别与所述燃料电池单体电压巡检系统、所述氢气供给回路、所述空气供给回路、所述第一节气门和第二节气门通讯连接。本实用新型所述系统通过提高燃料电池的氢进压力和空进压力提高燃料电池本体的输出性能，进而提高燃料电池的输出电压，将电压稳定在0.9V左右。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种增加燃料电池进气压力的系统。
背景技术
燃料电池汽车的燃料电池在运行怠速工况时，燃料电池的电压不稳定，且还存在燃料电池电压不易控制的问题，因此，需要将燃料电池的电压稳定在0.9V左右，而现有技术中是通过调节空气流量和氢气流量来实现并维持燃料电池的工况运行性能，但是该种调节方式对维持电压稳定的效果并不理想。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种增加燃料电池进气压力的系统。
本实用新型提供一种增加燃料电池进气压力的系统，包括燃料电池本体，所述燃料电池本体具有氢气进入端、氢气输出端、空气进入端和空气输出端，其特征在于，还包括氢气供给回路、空气供给回路、燃料电池控制单元、燃料电池单体电压巡检系统、第一节气门和第二节气门，所述氢气供给回路和所述第一节气门分别与所述氢气进入端和所述氢气输出端连通，所述氢气供给回路用于向所述燃料电池本体内输送氢气，所述第一节气门用于调节进入所述燃料电池本体的氢气压力，所述空气供给回路和所述第二节气门分别与所述空气进入端和所述空气输出端连通，所述空气供给回路用于向所述燃料电池本体内输送空气，所述第二节气门用于调节进入所述燃料电池本体的空气压力，所述燃料电池控制单元分别与所述燃料电池单体电压巡检系统、所述氢气供给回路、所述空气供给回路、所述第一节气门和第二节气门通讯连接。
进一步地，所述氢气供给回路包括氢瓶和沿氢气输送方向依次设置阀门、比例阀和第一增湿器，所述氢瓶、所述阀门、所述比例阀和所述第一增湿器均通过第一管路连通，所述第一增湿器的氢气输出端与所述燃料电池本体的阳极回路连接，所述燃料电池控制单元与所述比例阀通讯连接。
进一步地，所述氢瓶和所述阀门之间设有一级减压阀和二级减压阀，且所述一级减压阀和所述二级减压阀分别沿氢气输送方向依次设置。
进一步地，所述比例阀和所述第一增湿器之间设有第一流量计，所述第一流量计与所述燃料电池控制单元通讯连接。
进一步地，所述空气供给回路包括空压机控制器以及沿空气输送方向依次设置空气滤清器、空压机、第二流量计、中冷器和第二增湿器，其中，所述空气滤清器、所述空压机、所述第二流量计、中冷器和第二增湿器均通过第二管路连通，所述第二增湿器的空气输出端与所述燃料电池本体的阴极回路连接，所述第二流量计与所述燃料电池控制单元通讯连接，所述空压机控制器分别与所述燃料电池控制单元和所述空压机通讯连接。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型所述系统通过提高燃料电池本体的氢进压力和空进压力提高燃料电池本体的输出性能，进而提高燃料电池本体的输出电压，将电压稳定在0.9V左右。
附图说明
图1是本实用新型所述一种增加燃料电池进气压力的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种增加燃料电池进气压力的系统，包括燃料电池本体10、氢气供给回路、空气供给回路、燃料电池控制单元FCU 20、燃料电池单体电压巡检系统CVM 30、第一节气门40和第二节气门50，燃料电池本体10具有氢气进入端、氢气输出端、空气进入端和空气输出端，所述氢气供给回路和所述第一节气门40分别与所述氢气进入端和所述氢气输出端连通，所述氢气供给回路用于向所述燃料电池本体10内输送氢气，所述第一节气门40用于调节进入所述燃料电池本体10的氢气压力，所述空气供给回路和所述第二节气门50分别与所述空气进入端和所述空气输出端连通，所述空气供给回路用于向所述燃料电池本体10内输送空气，所述第二节气门50用于调节进入所述燃料电池本体10的空气压力，所述燃料电池控制单元20分别与所述燃料电池单体电压巡检系统30、所述氢气供给回路、所述空气供给回路、所述第一节气门40和第二节气门50通讯连接。
在本实用新型中，燃料电池本体10为现有技术，现有燃料电池汽车中的燃料电池均可作为本实用新型中燃料电池的具体实施例，因此，本实用新型对其具体结构和型号不再进行赘述。氢气进入端为燃料电池本体10的阳极侧，空气进入端为燃料电池本体10的阴极侧。当燃料电池本体10进入怠速工况时，燃料电池的输出电流会相应减小，同时CVM的输出电压升高，FCU接收到CVM的输出电压信号后，计算燃料电池本体10电压稳定在0.9V左右时,燃料电池本体10所需的氢气流量和空气流量，并下发到氢气供给回路和空气供给回路，控制氢气供给回路的氢气输出流量和空气供给回路的空气输出流量，在满足当前输出电流情况下的氢气流量和空气流量的基础之上，FCU调节第二节气门50的开度，以提升空气压力，同时氢气供给回路压力大于空气供给回路压力10kpag，FCU再调节第一节气门40的开度，以提升氢气压力，本实用新型所述系统通过提高燃料电池本体10的氢进压力和空进压力提高燃料电池本体10的输出性能，进而提高燃料电池本体10的输出电压，将电压稳定在0.9V左右。其中，CVM可以实现对燃料电池基本体电压的实时掌控。
在上述实施例中，所述氢气供给回路包括氢瓶60和沿氢气输送方向依次设置阀门63、比例阀64和第一增湿器66，所述氢瓶60、所述阀门63、所述比例阀64和所述第一增湿器66均通过第一管路连通，所述第一增湿器66的氢气输出端与所述燃料电池本体10的阳极回路连接，所述燃料电池控制单元20与所述比例阀64通讯连接。
在本实用新型中，阀门63用于控制第一管路的连通和断开，比例阀64一方面可通过控制其开度以达到调节氢气压力(与第一节气门40协同控制)和氢气流量的目的，第一增湿器66用于对氢气进行增湿处理，避免燃料电池本体内部干燥，导致燃料电池内阻增大。氢瓶60内的氢气依次经过比例阀64和第一增湿器66进入燃料电池本体10的阳极回路内。
在上述实施例中，所述氢瓶60和所述阀门63之间设有一级减压阀61和二级减压阀62，且所述一级减压阀61和所述二级减压阀62分别沿氢气输送方向依次设置。
在本实用新型中，比例阀64调节氢气压力的能力有限，因此，本实用新型在氢气的供给回路上增设一级减压阀61和二级减压阀62，以方便调节氢气的压力。
在上述实施例中，所述比例阀64和所述第一增湿器66之间设有第一流量计65，所述第一流量计65与所述燃料电池控制单元20通讯连接。
在本实用新型中，第一流量计65用于采集第一管路流经的氢气流量信息，并将采集信号发送给FCU，FCU接收信号后进行处理，并判断此时的氢气流量是否满足需求，以对比例阀64的开度进行实时调控。在第一流量计65的作用下，FCU可精准的控制供给的氢气流量，进而达到提高燃料电池本体10的输出性能的目的。
在上述实施例中，所述空气供给回路包括空压机控制器75以及沿空气输送方向依次设置空气滤清器70、空压机71、第二流量计72、中冷器73和第二增湿器74，其中，所述空气滤清器70、所述空压机71、所述第二流量计72、中冷器73和第二增湿器74均通过第二管路连通，所述第二增湿器74的空气输出端与所述燃料电池本体10的阴极回路连接，所述第二流量计72与所述燃料电池控制单元20通讯连接，所述空压机控制器75分别与所述燃料电池控制单元20和所述空压机71通讯连接。
在本实用新型中，空气依次经过空气滤清器70、空压机71、第二流量计72、中冷器73和第二增湿器74进入燃料电池本体10的阴极回路中，其中，第二增湿器74用于对空气进行增湿处理。第二流量计72用于采集第而管路流经的空气流量信息，并将采集信号发送给FCU，FCU接收信号后进行处理，并判断此时的空气流量是否满足需求，以对比例阀64的开度进行实时调控。在第二流量计72的作用下，FCU可精准的控制供给的空气流量，进而达到提高燃料电池本体10的输出性能的目的。在此，需要说明的是，本实用新型中空气滤清器70、空压机71、第二流量计72和中冷器73均为现有技术，空压机控制器75分别与所述燃料电池控制单元20和所述空压机71通讯连接也为现有技术，在此，不再对其工作原理进行赘述。
需要说明的是，在本实用新型中，FCU与CVM之间采用双绞线进行通讯连接，FCU分别与空压机控制器75、第一流量计65和比例阀64也均采用双绞线进行连接。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种增加燃料电池进气压力的系统，包括燃料电池本体(10)，所述燃料电池本体(10)具有氢气进入端、氢气输出端、空气进入端和空气输出端，其特征在于，还包括氢气供给回路、空气供给回路、燃料电池控制单元(20)、燃料电池单体电压巡检系统(30)、第一节气门(40)和第二节气门(50)，所述氢气供给回路和所述第一节气门(40)分别与所述氢气进入端和所述氢气输出端连通，所述氢气供给回路用于向所述燃料电池本体(10)内输送氢气，所述第一节气门(40)用于调节进入所述燃料电池本体(10)的氢气压力，所述空气供给回路和所述第二节气门(50)分别与所述空气进入端和所述空气输出端连通，所述空气供给回路用于向所述燃料电池本体(10)内输送空气，所述第二节气门(50)用于调节进入所述燃料电池本体(10)的空气压力，所述燃料电池控制单元(20)分别与所述燃料电池单体电压巡检系统(30)、所述氢气供给回路、所述空气供给回路、所述第一节气门(40)和第二节气门(50)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种增加燃料电池进气压力的系统，其特征在于，所述氢气供给回路包括氢瓶(60)和沿氢气输送方向依次设置阀门(63)、比例阀(64)和第一增湿器(66)，所述氢瓶(60)、所述阀门(63)、所述比例阀(64)和所述第一增湿器(66)均通过第一管路连通，所述第一增湿器(66)的氢气输出端与所述燃料电池本体(10)的阳极回路连接，所述燃料电池控制单元(20)与所述比例阀(64)通讯连接。
3.根据权利要求2所述的一种增加燃料电池进气压力的系统，其特征在于，所述氢瓶(60)和所述阀门(63)之间设有一级减压阀(61)和二级减压阀(62)，且所述一级减压阀(61)和所述二级减压阀(62)分别沿氢气输送方向依次设置。
4.根据权利要求2所述的一种增加燃料电池进气压力的系统，其特征在于，所述比例阀(64)和所述第一增湿器(66)之间设有第一流量计(65)，所述第一流量计(65)与所述燃料电池控制单元(20)通讯连接。
5.根据权利要求1所述的一种增加燃料电池进气压力的系统，其特征在于，所述空气供给回路包括空压机控制器(75)以及沿空气输送方向依次设置空气滤清器(70)、空压机(71)、第二流量计(72)、中冷器(73)和第二增湿器(74)，其中，所述空气滤清器(70)、所述空压机(71)、所述第二流量计(72)、中冷器(73)和第二增湿器(74)均通过第二管路连通，所述第二增湿器(74)的空气输出端与所述燃料电池本体(10)的阴极回路连接，所述第二流量计(72)与所述燃料电池控制单元(20)通讯连接，所述空压机控制器(75)分别与所述燃料电池控制单元(20)和所述空压机(71)通讯连接。
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| CN202021974542.6U CN213071183U (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种增加燃料电池进气压力的系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114243065A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 重庆地大工业技术研究院有限公司 | 燃料电池系统额定工况点气体反应物供给压力的修正方法 |
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2020
- 2020-09-10 CN CN202021974542.6U patent/CN213071183U/zh active Active
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| CN114243065A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 重庆地大工业技术研究院有限公司 | 燃料电池系统额定工况点气体反应物供给压力的修正方法 |
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