用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的装置和方法，其中该装置包括：氢传感器，被配置成测量通过打开燃料电极排放阀而释放的氢的浓度；第一压力传感器，被配置成测量燃料电极排放阀的入口压力；第二压力传感器，被配置成测量燃料电极排放阀的出口压力；以及控制器，被配置成：在排放冷凝物时将燃料电极排放阀的开口面积控制成最大值，并且基于吹扫氢时燃料电极排放阀的入口压力与出口压力之间的差，控制燃料电极排放阀的开口面积。积。积。

【技术实现步骤摘要】
用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的技术。

技术介绍

[0002]本节中的陈述仅提供与本专利技术相关的背景信息，并且可不构成现有技术。
[0003]燃料电池系统是一种发电系统，其通过电化学方法将燃料电池堆中的燃料的化学能直接转换成电能，而不是通过燃烧将化学能改变成热量。
[0004]为此，燃料电池系统可包括产生电能的燃料电池堆；将氢燃料供应到燃料电池堆中的氢供应装置；向燃料电池堆供应空气(氧气)的空气供应装置，其中空气是电化学反应的氧化剂；热管理系统(TMS)，其将燃料电池堆的反应热释放到外部，控制燃料电池堆的工作温度并执行水管理功能；以及控制装置，其用于控制燃料电池系统的整体运行。
[0005]燃料电池系统通过氢燃料与空气中的氧发生反应而产生电能，并释放作为反应副产物的热和水。
[0006]同时，在诸如氢浓度降低、氮浓度升高、电流累积过多、发生堆反向电压、电压不平衡、燃料电极压力过大等情况下，燃料电池系统打开排放阀，以确保燃料电极中的氢浓度并控制燃料电极中的压力。
[0007]当排放阀打开时，位于排放阀前方的集水器中的冷凝物被释放，并且当集水器的水位低于或等于参考值时，燃料电池系统确定冷凝物的释放完成。此后，燃料电池系统将排放阀保持在打开状态持续参考时间，以允许氢被吹扫。
[0008]我们已经发现，燃料电池系统在释放冷凝物和吹扫氢的过程中，可能无法适当地调节排放阀的开口面积。因此，燃料电池系统可能产生氢的吹扫延迟，从而降低燃料电池堆的耐久性；也可能促进氢的吹扫，从而使排气中的氢浓度超过参考值。
[0009]在本
技术介绍
部分中公开的以上信息仅用于增强对本专利技术的背景的理解，因此，其可能包含不构成现有技术的任何部分或者现有技术可能向本领域中的普通技术人员提出的信息。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一方面提供一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的装置和方法，其中，该装置和方法抑制或防止燃料电池堆中的降解，并且通过在排放冷凝物时将排放阀的开口面积控制成最大值以及在吹扫氢时基于排放阀的入口压力和出口压力之间的差值来控制排放阀的开口面积，通过在最佳时间吹扫氢，将排气中的氢浓度保持在参考值或更小。
[0011]本专利技术要解决的技术问题不限于上述问题，本专利技术所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。
[0012]根据本专利技术的一方面，一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的装置，包括：氢传感器，测量通过打开燃料电极排放阀而释放的氢的浓度；第一压力传感器，测量燃
料电极排放阀的入口压力；第二压力传感器，测量燃料电极排放阀的出口压力；以及控制器，在排放冷凝物时将燃料电极排放阀的开口面积控制成最大值，并且基于吹扫氢时燃料电极排放阀的入口压力与出口压力之间的差，控制燃料电极排放阀的开口面积。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，当由氢传感器测量的氢浓度超过第一参考值时，控制器开始吹扫氢。
[0014]在本专利技术的另一种实施方式中，控制器可以在吹扫氢时将燃料电极排放阀的开口面积控制在参考范围内。
[0015]在本专利技术的某些实施方式中，控制器可以随着燃料电极排放阀的入口压力和出口压力之间的差的增大，来减小燃料电极排放阀的开口面积。
[0016]在本专利技术的某些实施方式中，当由氢传感器测量的氢浓度超过第二参考值时，控制器可以将燃料电极排放阀的开口面积控制成最小值。
[0017]在本专利技术的某些实施方式中，当满足用于阻塞燃料电极排放阀的条件时，控制器可以阻塞燃料电极排放阀。
[0018]根据本专利技术的另一方面，一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的方法，包括以下步骤：由氢传感器测量通过打开燃料电极排放阀而释放的氢的浓度；由第一压力传感器测量燃料电极排放阀的入口压力；由第二压力传感器测量燃料电极排放阀的出口压力；在排放冷凝物时，由控制器将燃料电极排放阀的开口面积控制成最大值；以及由控制器基于在吹扫氢时燃料电极排放阀的入口压力与出口压力之间的差，控制燃料电极排放阀的开口面积。
[0019]在本专利技术的某些实施方式中，控制燃料电极排放阀的开口面积的步骤可包括：确定氢浓度超过第一参考值的时间以开始吹扫氢。
[0020]在本专利技术的某些实施方式中，控制燃料电极排放阀的开口面积的步骤可包括：在吹扫氢时，将燃料电极排放阀的开口面积控制在参考范围内。
[0021]在本专利技术的某些实施方式中，控制燃料电极排放阀的开口面积的步骤可包括：基于燃料电极排放阀的入口压力和出口压力之间的差的增大，来减小燃料电极排放阀的开口面积。
[0022]在本专利技术的某些实施方式中，控制燃料电极排放阀的开口面积的步骤可包括：当由氢传感器测量的氢浓度超过第二参考值时，将燃料电极排放阀的开口面积控制成最小值。
[0023]在本专利技术的某些实施方式中，该方法进一步包括以下步骤：由控制器基于用于阻塞燃料电极排放阀的条件来阻塞燃料电极排放阀。
[0024]根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体实施例仅用于说明的目的，并不旨在限制本专利技术的范围。
附图说明
[0025]为了能够很好地理解本专利技术，下面将参考附图描述其作为示例给出的各种实施方式，其中：
[0026]图1为示出应用了本专利技术的燃料电池系统的示意图；
[0027]图2为示出根据本专利技术一个实施方式的用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀
的装置的构造的视图；
[0028]图3为示出根据本专利技术一个实施方式的燃料电池系统的燃料电极排放阀控制装置所包括的控制器对排放阀的开口面积进行调节的过程的视图；
[0029]图4为示出根据本专利技术一个实施方式的燃料电池系统的燃料电极排放阀控制装置所包括的控制器对排放阀的开口面积进行调节的过程的视图；
[0030]图5为示出根据本专利技术一个实施方式的一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的方法的流程图；以及
[0031]图6为示出根据本专利技术一个实施方式的一种用于执行用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的方法的计算系统的框图。
[0032]本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本专利技术的范围。
具体实施方式
[0033]以下描述本质上仅为示例性的，并不旨在限制本专利技术、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
[0034]在下文中，将参考示例性附图详细描述本专利技术的一些实施方式。应该注意，在将附图标记添加到每个附图的组件上时，即使相同或等同的部件显示在其他附图上，也由相同的附图标记来表示。此外，在描述本专利技术的实施方式时，将省略对众所周知的特征或功能的详细描述，以免不必要地使本专利技术的主旨不清楚。
[0035]在描述根据本专利技术的实施方式的组件时，可以使用诸如第一、第二、“A”、“B”、(a)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的装置，所述装置包括：氢传感器，被配置成测量通过打开所述燃料电极排放阀而释放的氢的浓度；第一压力传感器，被配置成测量所述燃料电极排放阀的入口压力；第二压力传感器，被配置成测量所述燃料电极排放阀的出口压力；以及控制器，被配置成：在排放冷凝物时将所述燃料电极排放阀的开口面积控制成最大值，并且基于吹扫氢时所述燃料电极排放阀的入口压力与出口压力之间的差，控制所述燃料电极排放阀的开口面积。2.根据权利要求1所述的装置，其中，当由所述氢传感器测量的氢浓度超过第一参考值时，所述控制器被配置成开始吹扫氢。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被配置成在吹扫氢时将所述燃料电极排放阀的开口面积控制在参考范围内。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被配置成随着所述燃料电极排放阀的入口压力和出口压力之间的差的增大，来减小所述燃料电极排放阀的开口面积。5.根据权利要求1所述的装置，其中，当由所述氢传感器测量的氢浓度超过第二参考值时，所述控制器被配置成将所述燃料电极排放阀的开口面积控制成最小值。6.根据权利要求1所述的装置，其中，当满足用于阻塞所述燃料电极排放阀的条件时，所述控制器被配置成阻塞所述燃料电极排放阀。7.一种用于控制燃料电池系统的燃料电极排放阀的方法，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴埈茔，尹圣坤，
申请(专利权)人：起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：