氢能专利库

本发明提供了一种燃料电池系统及其低温启动方法，涉及燃料电池技术领域，燃料电池系统中设置了氢气加热器，通过阴极尾排水和气对系统新氢进行加热，可以在低温启动时提高新氢进入温度，缩短低温启动整个时间；还设置了外部加热装置PTC，通过对冷却液加热，缩短燃料电池系统低温启动的时间。还设置有空压机、氢气循环泵，能够进行联合停机吹扫，进一步缩短燃料电池系统低温启动的时间。本发明通过电堆内部两种自加热与外部加热装置联合加热的方式进行低温启动，同时结合了系统停机吹扫策略，实现了燃料电池系统低温启动时间的大幅度缩减，很大程度上提高了燃料电池系统低温启动的成功率，使系统能在短时间内达到输出功率。

本发明公开了一种燃料电池系统水温的精确控制方法及装置，涉及燃料电池技术领域，通过解耦双PID的控制方式，分别控制散热器出口温度，及燃料电池系统水入温度。这种方式可以控制散热器出口温度相对稳定，且最好控制散热器出口的目标温度和燃料电池水入温度温差小于预设温度值，这样大循环散热器路水温相对稳定，且温差较小，当节温器动作时，和小循环水混合后，水温波动不会很大，当水温波动较小时，PID运算后控制节温器的动作也不会有大幅波动，这样可以精确且高效的控制燃料电池系统的水入温度。此外，这种控制方式无需考虑环境温度或是整车运行工况的影响，仅需控制两处温度，即可精准有效的控制燃料电池系统的水入温度。

本发明公开了一种基于AMESim的燃料电池热管理建模仿真方法，在AMESim软件中对氢燃料电池的热管理子系统部分元器件进行建模，该系统中主要包含电堆产热模型、冷却水泵、膨胀水箱、散热器、散热风扇、节温器、温度传感器、压力传感器以及管路；本发明涉及燃料电池热管理子系统建模技术领域，本发明的有益效果是，实现了对燃料电池热管理子系统完整模型的构建，实现了对水泵转速、电子节温器开度及散热风扇转速的控制，实现对热管理子系统出入堆温度及压力值的控制。

本发明公开了一种应用于叉车的大功率金属板燃料电池集成系统，包括金属板氢燃料电池、组合式框架、DCDC转换器、系统控制器、氢浓度传感器、去离子器、散热器以及膨胀水箱，本发明的有益效果是，将84片双极板组成的25kW金属板氢燃料电池及其配套供氧系统、供氢系统、散热系统、储能锂电池、DCDC转换器等电控部件，集成为一个完整的供电系统，实现了整车的模块化组装。系统额定输出功率可以达到20kW，可以满足大吨位叉车的运行需求。该系统在小型叉车中使用时，可以在效率更高的低功率点（60%额定功率）持续输出，提高系统使用寿命。

本发明属于氢燃料电池技术领域，公开了一种大功率紧凑型集成式车用燃料电池系统，包括DC‑DC变换器、系统控制器、电堆、保险盒、空压机、氢气控制模块、空气供气模块、温度控制模块，本发明省略了框架结构，DC‑DC变换器和系统控制器布置在电堆的上部，保险盒布置在电堆的前端，氢泵控制器布置在电堆的后端，其余部分均匀布置在电堆下平面的左右两侧，并直接挂载在电堆的下平面上，氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、循环液入口和循环液出口均在电堆的正下方。本发明节省了燃料电池长度及宽度方向上的尺寸，使得燃料电池系统的空间适应性增加，增加了可以适用的车型；便于大规模量产，以及装车后各模块整体更换、维护维修。

本发明公开了一种大功率燃料电池换热增湿方法，包括雾化单元、第一换热单元、电池单元以及增湿单元；所述雾化单元与第一换热单元连接，所述第一换热单元与增湿单元连接，所述增湿单元与电池单元连接，本发明的有益效果是，无自增湿功能的大功率电堆的增湿功耗大问题，利用电堆自身反应时产的多余热量与进气系统进行集成，并可在前端增加水雾化装置，增加反应气初步的增湿增温，并利用增湿单元及尾气进行终极增湿的系统和方法。

本申请提供了一种延长车用氢燃料电池系统使用寿命的方法，所述方法包括：当氢燃料电池系统停机时，空压机停止工作，同时空入截止阀和空出截止阀关闭，停止向阴极内通入空气，同时也避免了空气通过尾排管反向进入到阴极流道内。此时继续向阳极内通入氢气，通过辅助负载将阴极腔室内残余的空气反应殆尽，通过第一压力传感器及第二压力传感器来监测阴极出入口压力。当阴极出口压力达到预设值时，关闭氢回流泵，打开截止阀，关闭尾排阀，继续向系统内通入氢气。本申请在不增加其他辅助设备的前提下，避免阳极氢/空界面的形成，同时能够实现低温启动，进而提高燃料电池的使用性能，达到延长车用燃料电池系统的使用寿命的目的。

本发明提供了一种PEM电解槽制氢水循环离子量控制系统及方法，系统包括：循环储水容器、开关单元、去离子单元、混水控制单元、第一电导率反馈单元、第一流量反馈单元、电解池单元、第二电导率反馈单元、第二流量反馈单元和循环单元；其中：在由循环储水容器向电解池单元流动的第一循环主路上设置有循环单元、第二流量反馈单元和第二电导率反馈单元；在由电解池单元向循环储水容器流动的第二循环主路上设置有开关单元、去离子单元、混水控制单元、第一电导率反馈单元和第一流量反馈单元。本发明通过比较两个电导率反馈单元反馈的电导率进行电解水过程中的离子控制。

本发明提供了一种燃料电池测试台的增湿系统，涉及燃料电池的技术领域，包括增湿容器，所述增湿容器上设有气体进口和气体出口，且所述增湿容器内由上至下设有增湿区、气液分离区，所述增湿区用于对经过所述增湿区的气体进行增湿，所述气液分离区用于对经过所述气液分离区的增湿气体除水，所述气液分离区包括由下至上设置的气体导流装置、水气分离装置，所述气体导流装置用于通过将竖直上升的增湿气体导流成螺旋上升，以离心分离增湿气体中质量较大的水滴；所述水气分离装置用于过滤经所述气体导流装置离心分离后的水气中较小的水滴。本发明的增湿系统能够实现低耗能运行，并保证从增湿系统的出口出去的气体的温度稳定，湿度适宜精确的效果。

本发明公开了一种燃料电池系统空气压力的控制方法，包括以下步骤：步骤1：通过压力传感器检测进入燃料电池堆内的空气压力，通过标定出空气流量、压力、节气门开度之间的数据map表，通过查表或者拟合函数来获得不同空气流量下，设定需求压力值；步骤2：根据需求压力值，查表得出节气门开度预置值，使节气门先开到查表得到的预置值；步骤3：通过第一PID控制器，使节气门先到达预置值；步骤4：在节气门达到预置值后，再通过第二PID控制器，在需求压力与压力反馈值进行闭环控制，进行微调节气门的开度。本发明的有益效果是，使用双PID控制器来调整氢燃料电池空气系统节气门开度，通过传感器获取目标空气压力，进而对空气入堆需求压力的控制。

一种燃料电池试验台循环水集成测控系统，其特征在于，包括水处理单元连接自来水的出水口，水处理单元与控制单元连接，水处理单元的下游连接水处理单元，水处理单元通过第一电导率反馈单元与控制单元相连接，在水处理单元的下游与储液容器的入水口相连接，控制单元通过第二电导率反馈单元与储液容器连接，控制单元通过第一温度反馈单元与储液容器连接，储液容器的出水口与液体循环单元相连接，在液体循环单元的下游设有流量监控单元，流量监控单元与控制单元相连接，流量监控单元的下游连接燃料电池的入水口，燃料电池的出水口与储液容器的回水口相连接。

本发明公开了一种车用燃料电池热管理系统，包括燃料电池堆,所述燃料电池堆的出水口管道上安装有第一温度传感器以及第二压力传感器，所述燃料电池堆的出水口管道端口上安装有电控三通阀，所述电控三通阀其中一个接口安装有第一水管，所述第一水管一端安装有水过滤器，所述水过滤器一端通过排水管安装有水泵，所述水泵上安装有与燃料电池堆相连接进水管。本发明的有益效果是，本发明所述一种车用燃料电池热管理系统及其控制方法，能够满足燃料电池堆高温散热及低温加热启动需求，通过控制策略，调节水泵、电控三通阀，有效且合理的分配流量，通过散热器及加热器调节，使系统温度始终处于合理温度范围内。

一种大功率双燃料电池电堆车用系统及其使用方法，其特征在于，包括双燃料电池电堆模块、空气以及氢气供气模块、水热控制模块、电气控制模块，双燃料电池电堆模块布置在系统中间，空气以及氢气供气模块、水热控制模块布置在双燃料电池电堆模块的两侧，电气控制模块布置在双燃料电池电堆模块上部；上燃料电池电堆与下燃料电池电堆在电气控制模块内部串联，在电气控制模块内部设置有电流电压监测装置。

本发明公开了一种适用于双燃料电池电堆系统的气体分配及氢循环结构，包括氢循环泵,所述氢循环泵上通过管道连接有空入氢出结构以及空出氢入结构，所述空入氢出结构、空出氢入结构及氢循环泵通过管路连接达到三部分串联连接，本发明涉及双燃料电池电堆系统技术领域。实现了进入双燃料电池电堆气体的合理均匀化；双燃料电池电堆在冷/热启动时，通过调节两模块中水的温度从而辅助电堆启动；实现了氢气循环功能，将压力监测装置集成于模块上，实现模块集成化，节省空间及节约成本。

本发明提供一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统及其使用方法。系统包括：储液容器，其上设置的进气口经过压力控制单元与辅助用气连通；压力控制单元，其用于根据控制单元发布的指令控制所述储液容器的进气通道以及排气通道的通断；液体循环单元，其一端连接所述储液容器的出水口、另一端连接燃料电池电堆入水口；第一压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆入水口前的管路上，用于反馈燃料电池电堆入水口处的压力；控制单元，其与所述压力控制单元、液体循环单元以及第一压力反馈单元连接，并根据所述第一压力反馈单元采集的压力值控制所述压力控制单元动作。本发明结构简单、运行精度高且成本低廉。

本发明公开了燃料电池冷却分水装置及其控制方法。本发明包括外壳、散热管和初级捕水器，外壳是圆柱形中空结构，外壳是封闭结构，外壳内有散热管；外壳底部安装冷凝水排水电磁阀，外壳的底部外壁面上具有尾气进气管，尾气进气管与外壳连通，尾气进气管靠近外壳的底部，外壳内有散热管，散热管为一个圆管盘旋而成；散热管的两端从外壳内部的底部穿出到外部。