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專利情報 | 燃料電池領(lǐng)域的全球?qū)＠O(jiān)控報告（2020年4月）

3．4 同濟大學(xué)

下文分析的同濟大學(xué)燃料電池系統(tǒng)控制相關(guān)專利的專利公開號為CN110957503A。CN110957503A主要涉及燃料電池低溫啟動控制。

3．4．1 CN110957503A——燃料電池低溫啟動空氣加熱回流系統(tǒng)及控制方法

燃料電池低溫啟動策略主要分為兩大類型，保溫和加熱。“保溫”是指防止燃料電池溫度降到0℃以下，避免內(nèi)部水分結(jié)冰阻礙氣體供應(yīng)以及對燃料電池組件造成損傷等，可通過設(shè)置電熱絲、干燥劑、氫循環(huán)泵等來實現(xiàn)保溫效果，但通常能耗較高且系統(tǒng)設(shè)計較為復(fù)雜。“加熱”是指可通過外部熱源或者內(nèi)部氫氧直接反應(yīng)產(chǎn)生熱量來進行加熱，外部熱源設(shè)置會增加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，而且通過內(nèi)部氫氧直接反應(yīng)存在因熱量分布不均使得電堆遭受熱應(yīng)力損傷的情形。

基于此，為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及克服部分技術(shù)缺陷，CN110957503A公開了一種燃料電池低溫啟動空氣加熱回流系統(tǒng)及控制方法，具體如下：

燃料電池系統(tǒng)如圖3－8所示，包括空壓機4、加熱器14、電堆10、控制器12等，當燃料電池啟動時，利用溫度傳感器11檢測電堆的溫度（T1），若燃料電池溫度低于0℃，則執(zhí)行預(yù)熱處理。預(yù)熱處理主要是使加熱器14工作，將三通閥2、13與加熱閥相連的端口打開，對從電堆中排出的空氣進行加熱以實現(xiàn)循環(huán)回流，在預(yù)熱處理過程中中冷器5、加濕器7和出口處背壓閥6停止工作。

圖3－8 CN110957503A燃料電池系統(tǒng)

當燃料電池溫度高于0℃，關(guān)閉加熱器14，將三通閥2、13與加熱閥相連的端口關(guān)閉，使燃料電池正常運行。

另外，在預(yù)熱階段，還需對蓄電池SOC進行檢測，當蓄電池SOC高于40％時，則直接使用蓄電池進行供電；當蓄電池SOC低于40％時，則控制燃料電池電堆為加熱器和空壓機供電。

圖3－9 CN110957503A系統(tǒng)控制流程圖

3．5 其他燃料電池系統(tǒng)控制專利一覽

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