CN115602890A - 燃料电池***以及燃料电池***的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃料电池***以及燃料电池***的控制方法，燃料电池***包括第一连通管路、待加氢模块、阀门组件和上位机。燃料电池***具有紧急保护状态，在紧急保护状态，待加氢模块会向上位机发送报警信号，上位机根据报警信号控制阀门组件的通断，以用于切断外部氢气源，并泄放第一连通管路内的气体。该设计能够实现对外部氢气源所提供的氢气进行有效控制，从而有效提升该燃料电池***运行的安全可靠性。

Description

燃料电池***以及燃料电池***的控制方法

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池***以及燃料电池***的控制方法。

背景技术

燃料电池***包括待加氢模块，燃料电池***在测试过程中，通常待加氢模块本身只能被动的接收来自外部氢气源提供的氢气。当待加氢模块发生例如过压力或者过流量等异常现象时，相关技术中的燃料电池***无法对外部氢气源所提供的氢气进行有效控制，容易导致待加氢模块发生氢气泄露，严重时还会引起***等危险。因此，如何实现燃料电池***对外部氢气源所提供的氢气进行有效控制已成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种燃料电池***以及燃料电池***的控制方法，能够实现对外部氢气源所提供的氢气进行有效控制，从而有效提升该燃料电池***运行的安全可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种燃料电池***；该燃料电池***包括第一连通管路、待加氢模块、阀门组件和上位机。第一连通管路包括第一进气口、第一出气口和排气口，排气口位于第一进气口和第一出气口之间，第一进气口用于与外部氢气源连接；待加氢模块与第一出气口连接以用于接收来自外部氢气源提供的氢气；阀门组件设于第一连通管路；上位机与待加氢模块及阀门组件电连接。其中，燃料电池***具有紧急保护状态，在紧急保护状态，待加氢模块会向上位机发送报警信号，上位机根据报警信号控制阀门组件的通断，以用于切断外部氢气源，并泄放第一连通管路内的气体。

基于本申请实施例的燃料电池***，在紧急保护状态下，待加氢模块会向上位机发送报警信号，上位机在接收到该报警信号后控制阀门组件的通断，以切断外部氢气源供应的氢气，且泄放流通于第一连通管路的管道内的气体来降低第一连通管路内的气体压力，从而有效提升该燃料电池***运行的安全可靠性。

第二方面，本申请实施例提供了一种燃料电池***的控制方法，电池燃料***包括第一连通管路、待加氢模块以及阀门组件，第一连通管路具有第一进气口、第一出气口及排气口，排气口位于第一进气口和第一出气口之间，第一进气口用于与外部氢气源连接；待加氢模块与第一出气口连接以用于接收来自外部氢气源提供的氢气；阀门组件设于第一连通管路；该控制方法包括以下步骤：

获取燃料电池***的当前状态；

在当前状态为紧急保护状态时，获取待加氢模块发送的报警信号，并根据报警信号控制阀门组件的通断，以切断外部氢气源，并泄放第一连通管路内的气体。

基于本申请实施例的燃料电池***的控制方法，该控制方法能够实现对外部氢气源所提供的氢气进行有效控制，从而有效提升该燃料电池***运行的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种实施例中的燃料电池***的框架结构示意图；

图2为本申请一种实施例中的燃料电池***的控制方法的流程示意图；

图3为本申请另一种实施例中的燃料电池***的控制方法的流程示意图；

图4为本申请又一种实施例中的燃料电池***的控制方法的流程示意图。

附图标记：1、燃料电池***；10、主管路；11、第一进气口；12、第一出气口；13、第一排气口；14、第二排气口；20、待加氢模块；30、第一排气管路；40、上位机；50、第二排气管路；60、第二连通管路；61、第二进气口；62、第二出气口；70、排气容器；71、第一开口；72、第二开口；81、第一自动阀门；82、第一自动总阀门；83、第二自动总阀门；84、第一手动阀门；85、第二手动阀门；86、第三手动阀门；87、第四手动阀门；88、切断阀门；91、流量计；92、调压阀门；93、单向阀门；200、外部氢气源；300、外部惰性气源。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参照图1所示，本申请的第一方面提出了一种燃料电池***1，能够实现对外部氢气源200所提供的氢气进行有效控制，从而有效提升该燃料电池***1运行的安全可靠性。

该燃料电池***1包括第一连通管路、待加氢模块20、阀门组件和上位机40。第一连通管路包括第一进气口11、第一出气口12和排气口，排气口位于第一进气口11和第一出气口12之间，第一进气口11用于与外部氢气源200连接；待加氢模块20与第一出气口12连接以用于接收来自外部氢气源200提供的氢气；阀门组件设于第一连通管路；上位机40与待加氢模块20以及阀门组件电连接。燃料电池***1具有紧急保护状态，在紧急保护状态，待加氢模块20会向上位机40发送报警信号，上位机40根据报警信号控制阀门组件的通断，以用于切断外部氢气源200，并泄放第一连通管路10内的气体。

以下结合图1对燃料电池***1的具体结构进行展开介绍，燃料电池***1包括第一连通管路、待加氢模块20、阀门组件和上位机40。

如图1所示，第一连通管路作为供外部氢气源200所提供的氢气流通的管道结构。其中，“外部氢气源200”可以理解成独立于该燃料电池***1之外，且适用于产生氢气的气体发生装置，例如，外部氢气源200可以但不仅限于是氢气发生器。这里对第一连通管路的材质不做限定，设计人员可根据实际需要尽可能选择成本低、性能好的材质。关于第一连通管路的具体结构将在下文进行展开介绍。

第一连通管路具有第一进气口11，第一进气口11作为第一连通管路的管道入口，第一进气口11用于与外部氢气源200连接，以使外部氢气源200所提供的氢气经由第一进气口11流入第一连通管路的管道内。

待加氢模块20作为将氢能转换成电能的能量转换装置。这里对待加氢模块20的具体结构不做限定，本领域设计人员可直接采用相关技术中的能量转换装置实现。

第一连通管路还具有第一出气口12，第一出气口12作为第一连通管路的管道出口，第一出气口12与待加氢模块20连接，以使流通于第一连通管路的管道内的氢气通过第一出气口12流入待加氢模块20，也即待加氢模块20与第一出气口12连接以用于接收来自外部氢气源200所提供的氢气。

第一连通管路还具有排气口作为第一连通管路的另一管道出口，排气口位于第一进气口11和第一出气口12之间。

阀门组件作为实现第一连通管路通断的结构件，阀门组件设于第一连通管路，关于阀门组件的具体表现形式将在下文进行展开介绍。

上位机40作为实现该燃料电池***1自动化控制的控制器。

上位机40与待加氢模块20以及阀门组件电连接。

可以理解的是，待加氢模块20作为一种能量转换装置，其工作过程中难免会出现异常，而导致待加氢模块20处于异常工作状态的因素有很多。其中，待加氢模块20包括储氢容器、氢气进气阀门、空压机和电流控制器。例如，当氢气进气阀门故障时，有可能造成储氢容器内的氢气一侧压力过高，导致待加氢模块20处于异常工作状态；或者，例如，当空压机发生转速失控时，也有可能造成储氢容器内的氢气一侧压力过高，导致待加氢模块20处于异常工作状态；又或者，例如，当电流控制器发生故障时，有可能造成电堆过电流故障，导致待加氢模块20处于异常工作状态。

待加氢模块20在上述异常工作状态下极易出现氢气泄漏甚至***的风险，为有效降低乃至避免待加氢模块20在上述异常工作状态下出现氢气泄漏甚至***的风险，该燃料电池***1具有紧急保护状态。当待加氢模块20处于上述异常工作状态时，该燃料电池***1开启紧急保护状态，也就是说，“紧急保护状态”可以理解成当待加氢模块20处于异常工作状态下燃料电池***1所对应的状态。

在紧急保护状态下，待加氢模块20会向上位机40发送报警信号，上位机40根据报警信号控制阀门组件的通断，以用于切断外部氢气源200，并泄放第一连通管路内的气体。其中，可以但不仅限于当待加氢模块20内部的环境温度、环境压力和环境流量等中的至少一种出现异常时，待加氢模块20都会向上位机40发送报警信号。

具体地，待加氢模块20还包括检测件，检测件可检测储氢容器内部的环境条件，检测件与上位机40电连接，检测件设定有安全阈值，检测件在检测到储氢容器内部的环境条件超出上述安全阈值(也即异常)时会向上位机40发送相应的报警信号，上位机40在接收到该报警信号后控制阀门组件的通断，以切断外部氢气源200向储氢容器供应氢气，并泄放流通于第一连通管路的管道内的气体来降低第一连通管路内的气体压力。例如，检测件可以但不仅限于包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等诸多传感器中的至少一种。需要注意的是，每种不同类型的传感器都具有各自对应的安全阈值，当如储氢容器内部的环境温度、环境压力或者环境流量超过安全阈值时，传感器会向与之电连接的上位机40发送相应的报警信号。

基于本申请实施例中的燃料电池***1，在紧急保护状态下，待加氢模块20会向上位机40发送报警信号，上位机40在接收到该报警信号后控制阀门组件的通断，以切断外部氢气源200供应的氢气，且泄放流通于第一连通管路的管道内的气体来降低第一连通管路内的气体压力，从而有效提升该燃料电池***1运行的安全可靠性。

需要注意的是，该燃料电池***1的应用广泛，例如，该燃料电池***1可以但不仅限于应用在车辆、实验室中对燃料电池的测试等应用场景中。

如图1所示，考虑到第一连通管路作为供外部氢气源200所提供的氢气流通的管道结构，故设计，在一些实施例中，排气口包括第一排气口13，第一连通管路包括主管路10和第一排气管路30，第一进气口11、第一出气口12以及第一排气口13均位于主管路10，第一排气管路30与第一排气口13连接；阀门组件包括切切断阀门88以及第一自动阀门81，切断阀门88设于主管路10，切断阀门88位于第一进气口11和第一排气口13之间且与第一进气口11邻近；第一自动阀门81设于第一排气管路30；上位机40根据控制信号先关闭切断阀门88再打开第一自动阀门81，以切断外部氢气源200并使主管路10内的气体经由第一排气管路30排出。其中，切断阀门88作为断开外部氢气源200与待加氢模块20之间的主管路10的供气回路，以使外部氢气源200停止向待加氢模块20提供氢气的开关阀元件。第一排气管路30作为将流通于主管路10的管道内的气体分流引出，来降低主管路10的管道内的气体压力，以避免主管路10的管道内的气体压力过大，从而提升整个燃料电池***1运行的安全可靠性的管道结构。这里对第一排气管路30的具体形状不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计，同样，这里对第一排气管路30的材质不做限定，设计人员可根据实际需要尽可能选择成本低、性能好的材质。第一自动阀门81作为控制第一排气管路30的通断的开关阀元件，上位机40可根据报警信号打开第一自动阀，以使流通于主管路10的管道内的气体经由第一排气管路30泄放。

如图1所示，考虑到例如老化等因素会导致上位机40与第一自动阀门81电性接触不良，故上位机40在接收到报警信号后，无法正常打开第一自动阀门81(即第一自动阀门81处于关闭或者非完全打开状态)，使得流通于主管路10的管道内的气体无法及时被泄放，导致主管路10的管道内的气体压力过大，从而大幅度提升待加氢模块20***的风险。为进一步提升该燃料电池***1运行的安全可靠性，故设计，在一些实施例中，排气口还包括第二排气口14，主管路10具有第二排气口14，第一连通管路还包括第二排气管路50，燃料电池***1还包括第一手动阀门84，第二排气管路50与第二排气口14连接，第一手动阀门84设于第二排气管路50，第一手动阀门84为常闭阀门，且第一手动阀门84用于在第一自动阀门81打开失效(也即上位机40无法正常打开第一自动阀门81)时打开。其中，第一手动阀门84控制第二排气管路50的通断，当第一自动阀门81失效时，上位机40会发出提示信号，该提示信号可以但不仅限于包括语音提示、文字提示或者两者的结合，维修人员可根据该提示信号去手动打开第一手动阀门84以使第二排气管路50导通，第二排气管路50导通能够将流通于主管路10的管道内的气体分流引出，降低主管路10的管道内的气体压力，以避免主管路10的管道内的气体压力过大，从而进一步提升整个燃料电池***1运行的安全可靠性。

当然，如图1所示，在一些实施例中，燃料电池***1还包括第二手动阀门85，第二手动阀门85设于第一排气管路30，第二手动阀门85为常开阀门，且第二手动阀门85用于在第一自动阀门81关闭失效(也即上位机40无法正常关闭第一自动阀门81)时关闭。如此设计，当上位机40能够完全打开第一自动阀门81时，第二手动阀门85处于常开状态，以保证第一排气管路30的有效导通；当上位机40无法完全关闭第一自动阀门81时，维修人员可手动关闭第二手动阀门85，以保证第一排气管路30的有效关断。

如图1所示，考虑到上位机40打开第一自动阀门81后，流通于主管路10的管道内的气体经由第一排气口13流入第一排气管路30，为避免气体直接泄放至大气中，故设计，在一些实施例中，燃料电池***1还包括排气容器70，排气容器70具有第一开口71，第一开口71与第一连通管路的第一排气管路30连接，以接收来自第一连通管路的第一排气管路30泄放的气体。该设计中，通过设计排气容器70，排气容器70能够有效避免气体直接泄放至大气中，从而有效保护大气环境。

当然，如图1所示，在其他一些实施例中，排气容器70还包括第二开口72，第二开口72与第二排气管路50连接，故维修人员手动打开第一手动阀门84后，流通于主管路10的管道内的气体经由第二排气口14流入第二排气管路50、再经由第二开口72流入排气容器70，从而有效避免气体直接泄放至大气中，以有效保护大气环境。

如图1所示，为实现对流通于第一连通管路内的气体的流量监控，以进一步提升该燃料电池***1运行的安全可靠性，故设计，在一些实施例中，燃料电池***1还包括流量计91，流量计91与上位机40电连接，流量计91设于第一连通管路的主管路10上，流量计91用于测量流通于第一连通管路的主管路10内的气体的流量。其中，流量计91与上位机40电连接以向上位机40传送相关的数据信号，上位机40对该数据信号进行处理形成数据信息，维修人员根据该数据信息来获知主管路10内的气体流量大小。这里对流量计91的型号不做限定，设计人员可根据实际需要选择合适的流量计91。

如图1所示，在一些实施例中，燃料电池***1还包括调压阀门92，调压阀门92设于第一连通管路的主管路10上，调压阀门92位于第一进气口11和第一排气口13之间，调压阀门92适用于改变第一连通管路的主管路10内的气体的气压。上位机40打开第一自动阀门81后，残留于主管路10的管道内的惰性气体在调压阀门92的压力作用下，从第一排气口13流入第一排气管路30，并从第一开口71流入排气容器70中，从而实现第一排气管路30内的惰性气体的排空。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，燃料电池***1还包括第一自动总阀门82，第一自动总阀门82与上位机40电连接，第一自动总阀门82设于第一连通管路的主管路10上。当残留于主管路10的管道内的惰性气体在调压阀门92的压力作用下流入排气容器70中直至其内部的气体的气压降低为零时，上位机40关闭第一自动阀门81，并随后依次打开切断阀门88和第一自动总阀门82，使得氢气源所产生的氢气经第一进气口11流入主管路10内，直至主管路10的管道内的气体的气压达到第一预定气压时，上位机40先关闭第一自动总阀门82以切断外部氢气源200所产生的氢气流入主管路10，并且上位机40随后打开第一自动阀门81以将主管路10的管道内的气体经第一排气管路30泄放至排气容器70中，如此反复循环几次，便可完成氢气吹扫，使主管路10的管道内的气体变成纯氢气，从而提升该燃料电池***1后续正常工作状态下的安全可靠性。

如图1所示，考虑到例如老化等因素会导致上位机40与第一自动总阀门82电性接触不良，故上位机40无法正常打开第一自动总阀门82，导致如外部氢气源200所提供的氢气无法经由第一连通管路的主管路10流入待加氢模块20内，为提升该燃料电池***1的实用性，故设计，在一些实施例中，燃料电池***1还包括第三手动阀门86，第三手动阀门86与第一自动总阀门82并联连接于第一连通管路，第三手动阀门86为常闭阀门，且第三手动阀门86用于在第一自动总阀门82打开失效(也即上位机40无法正常打开第一自动总阀门82)时打开。第三手动阀门86同第一自动总阀门82一样，都是作为控制第一连通管路的主管路10的通断的开关阀门元件，所不同的是第三手动阀门86作为一个辅助阀门，并且在上位机40无法正常打开第一自动总阀门82时，维护人员手动打开第三手动阀门86以导通主管路10，使氢气源所提供的氢气能够正常经由主管路10流入待加氢模块20内。且需要注意的是，当上位机40能够正常打开第一自动总阀门82时，第三手动阀门86处于常闭状态。

如图1所示，在一些实施例中，燃料电池***1还包括第二连通管路60和第二自动总阀门83，第二连通管路60具有第二进气口61和第二出气口62，第二进气口61用于与外部惰性气源300连接，第二出气口62与第一连通管路的主管路10连接，第二自动总阀门83设于第二连通管路60，且第二自动总阀门83与上位机40电连接。上位机40先打开第一手动阀门84，且待第一连通管路的主管路10的管道内的气体的气压降低为零时，上位机40先关闭第一自动总阀门82再打开第二自动总阀门83，直至主管路10内的气体的气压达到第二预定气压时，上位机40先关闭第二自动总阀门83再打开第一自动总阀门82。上位机40打开第一自动阀门81后，残留于第一连通管路的主管路10的管道内的氢气在调压阀门92的压力作用下，从第一排气口13流入第一排气管路30，并从第一开口71流入排气容器70中，从而实现第一排气管路30内的氢气的排空。当残留于主管路10的管道内的氢气在调压阀门92的压力作用下流入排气容器70中直至其内部的气体的气压降低为零时，上位机40关闭第一自动阀门81，并随后打开第二自动总阀门83，使得惰性气源所提供的惰性气体经第二进气口61流入第二连通管路60内、再从第二出气口62流入主管路10，直至主管路10的管道内的气体的气压达到第二预定气压时，上位机40先关闭第二自动总阀门83以切断外部惰性气源300所提供的惰性气体经由第二连通管路60流入主管路10，并且上位机40随后打开第一自动阀门81以将主管路10的管道内的气体经第一排气管路30泄放至排气容器70中，如此反复循环几次，便可完成惰性气体吹扫，使第一连通管路的管道内的气体变成纯惰性气体，维修人员可拆装***，避免氢气泄漏。

如图1所示，在燃料电池***1在正常工作状态下，为避免氢气源所提供的氢气从第一连通管路的主管路10倒灌流入第二连通管路60内，故设计，在一些实施例中，燃料电池***1还包括单向阀门93，单向阀门93设于第二连通管路60，单向阀门93仅能够使惰性气源所产生惰性气体从惰性气源流向第一连通管路的主管路10中。该设计中，通过设计单向阀门93，单向阀门93仅能让惰性气体从第二连通管路60流入第一连通管路的主管路10中，不能让氢气从第一连通管路的主管路10中流入第二连通管路60，从而保证该燃料电池***1的有效性。

如图1所示，考虑到例如老化等因素会导致上位机40与第二自动总阀门83电性接触不良，故上位机40无法正常打开第二自动总阀门83，导致如外部惰性气源300所提供的惰性气体无法经由第二连通管路60流入第一连通管路的主管路10中，为提升该燃料电池***1的实用性，故设计，在一些实施例中，燃料电池***1还包括第四手动阀门87，第四手动阀门87与第二自动总阀门83并联连接于第二连通管路60，第四手动阀门87为常闭阀门，且第四手动阀门87用于在第二自动总阀门83打开失效(也即上位机40无法正常打开第二自动总阀门83)时打开。第四手动阀门87同第二自动总阀门83一样，都是作为控制第二连通管路60的通断的开关阀门元件，所不同的是第四手动阀门87作为一个辅助阀门，并且在上位机40无法正常打开第二自动总阀门83时，维护人员手动打开第四手动阀门87以导通第二连通管路60，使惰性气源所提供的惰性气体能够正常经由第二连通管路60流入第一连通管路的主管路10。且需要注意的是，当上位机40能够正常打开第二自动总阀门83时，第四手动阀门87处于常闭状态。

请参照图2所示，本申请的第二方面提出了一种燃料电池***1的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

步骤S201，获取燃料电池***1的当前状态。

步骤S202，在当前状态为紧急保护状态时，获取待加氢模块20发送的报警信号，并根据报警信号控制阀门组件的通断，以切断外部氢气源200，并泄放第一连通管路内的气体。

在步骤S202中，在紧急保护状态下，待加氢模块20会向上位机40发送报警信号，上位机40在接收到该报警信号后控制阀门组件的通断，以切断外部氢气源200供应的氢气，且泄放流通于第一连通管路的管道内的气体来降低第一连通管路内的气体压力。

基于本申请实施例中的燃料电池***1的控制方法，该控制方法能够实现对外部氢气源200所提供的氢气进行有效控制，从而有效提升该燃料电池***1运行的安全可靠性。

进一步地，如图3所示，排气口包括第一排气口13，第一连通管路包括主管路10以及第一排气管路30，第一进气口11、第一出气口12以及第一排气口13位于主管路10，第一排气管路30与第一排气口13连接；阀门组件包括切断阀门88以及第一自动阀门81，切断阀门88设于主管路10，第一自动阀门81设于第一排气管路30；燃料电池***1还包括第一自动总阀门82，第一自动总阀门82设于主管路10；燃料电池***1还具有正常工作状态、以及位于正常工作状态之前的第一预处理状态，控制方法还包括以下步骤：

步骤S302，在当前状态为第一预处理状态，且待主管路10内的气体的气压降低为零时，先关闭第一自动阀门81，再依次打开切断阀门88以及第一自动总阀门82，直至获取到主管路10内的气体的气压达到第一预定气压时，先关闭第一自动总阀门82再打开第一自动阀门81。

在步骤S302中，“正常工作状态”可以理解成当待加氢模块20处于正常工作状态下燃料电池***1所对应的状态；“第一预处理状态”可以理解成该燃料电池***1在每一次新的开机工作之前，将上一次工作中残留在第一连通管路的主管路10的管道内的气体(也即下文的惰性气体)排空、以及实现第一连通管路的主管路10的管道内的氢气置换的过程。

该设计中，在第一预处理状态，上位机40先打开第一自动阀门81，使第一连通管路的主管路10内的气体通过第一排气管路排出。上位机打开第一自动阀门81后，残留于第一连通管路的主管路10的管道内的惰性气体在调压阀门92的压力作用下，从第一排气口13流入第一排气管路30，并从第一开口71流入排气容器70中，从而实现第一排气管路30内的惰性气体的排空。

进一步地，如图4所示，燃料电池***1还包括第二连通管路60以及第二自动总阀门83，第二连通管路60具有第二进气口61及第二出气口62，第二进气口61用于与外部惰性气源300连接，第二出气口62与主管路10连接，第二自动总阀门83设于第二连通管路60；燃料电池***1还具有位于正常工作状态之后的第二预处理状态；控制方法还包括以下步骤：

步骤S402，在当前状态为第二预处理状态，先打开第一自动阀门81，且待主管路10内的气体的气压降低为零时，先关闭第一自动阀门81再打开第二自动总阀门83，直至获取到主管路10内的气体的气压达到第二预定气压时，先关闭第二自动总阀门83再打开第一自动阀门81。

在步骤S402中“第二预处理状态”可以理解成该燃料电池***1在每一次工作结束之后，对残留在第一连通管路的主管路10的管道内的氢气排空、以及实现第一连通管路的主管路10的管道内的惰性气体置换的过程。其中，惰性气体由外部惰性气源300产生，“外部惰性气源300”可以理解成独立于该燃料电池***1之外，且适用于产生惰性气体的气体发生装置，例如，外部惰性气源300可以但不仅限于是惰性气体发生器。惰性气体可以但不仅限于包括氮气、氦气、氩气等。一般情况下惰性气体为氮气。

该设计中，在第二预处理状态，上位机40先打开第一手动阀门84，且待第一连通管路的主管路10的管道内的气体的气压降低为零时，上位机40先关闭第一自动总阀门82再打开第二自动总阀门83，直至第一连通管路的主管路10内的气体的气压达到第二预定气压时，上位机40先关闭第二自动总阀门83再打开第一自动总阀门82。上位机40打开第一自动阀门81后，残留于第一连通管路的主管路10的管道内的氢气在调压阀门92的压力作用下，从第一排气口13流入第一排气管路30，并从第一开口71流入排气容器70中，从而实现第一排气管路30内的氢气的排空。当残留于第一连通管路的主管路10的管道内的氢气在调压阀门92的压力作用下流入排气容器70中直至其内部的气体的气压降低为零时，上位机40关闭第一自动阀门81，并随后打开第二自动总阀门83，使得惰性气源所提供的惰性气体经第二进气口61流入第二连通管路60内、再从第二出气口62流入第一连通管路，直至第一连通管路的管道内的气体的气压达到第二预定气压时，上位机40先关闭第二自动总阀门83以切断外部惰性气源300所提供的惰性气体经由第二连通管路60流入第一连通管路的主管路10，并且上位机40随后打开第一自动阀门81以将第一连通管路的主管路10的管道内的气体经第一排气管路30泄放至排气容器70中，如此反复循环几次，便可完成惰性气体吹扫，使第一连通管路的管道内的气体变成纯惰性气体，维修人员可拆装***，避免氢气泄漏。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种燃料电池***，其特征在于，包括：

第一连通管路，具有第一进气口、第一出气口及排气口，所述排气口位于所述第一进气口和所述第一出气口之间，所述第一进气口用于与外部氢气源连接；

待加氢模块，与所述第一出气口连接以用于接收来自所述外部氢气源提供的氢气；

阀门组件，设于所述第一连通管路；

上位机，与所述待加氢模块及所述阀门组件电连接；

其中，所述燃料电池***具有紧急保护状态，在所述紧急保护状态，所述待加氢模块会向所述上位机发送报警信号，所述上位机根据所述报警信号控制所述阀门组件的通断，以用于切断所述外部氢气源，并泄放所述第一连通管路内的气体。

2.如权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，

所述排气口包括第一排气口，所述第一连通管路包括主管路以及第一排气管路，所述第一进气口、所述第一出气口以及所述第一排气口位于所述主管路，所述第一排气管路与所述第一排气口连接；

所述阀门组件包括切断阀门以及第一自动阀门，所述切断阀门设于所述主管路，所述切断阀门位于所述第一进气口和所述第一排气口之间且与所述第一进气口相邻，所述第一自动阀门设于所述第一排气管路；

其中，所述上位机根据所述控制信号先关闭所述切断阀门再打开所述第一自动阀门，以切断所述外部氢气源并使所述主管路内的气体经由所述第一排气管路排出。

3.如权利要求2所述的燃料电池***，其特征在于，

所述排气口还包括第二排气口，所述主管路具有所述第二排气口，所述第一连通管路还包括第二排气管路，所述燃料电池***还包括第一手动阀门，所述第二排气管路与所述第二排气口连接，所述第一手动阀门设于所述第二排气管路，所述第一手动阀门为常闭阀门，且所述第一手动阀门用于在所述第一自动阀门打开失效时打开。

4.如权利要求2所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括第二手动阀门，所述第二手动阀门设于所述第一排气管路，所述第二手动阀门为常开阀门，且所述第二手动阀门用于在所述第一自动阀门关闭失效时关闭。

5.如权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括排气容器，所述排气容器具有第一开口，所述第一开口与所述第一连通管路连接，以接收来自所述第一连通管路泄放的气体。

6.如权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括与所述上位机电连接的流量计，所述流量计设于所述第一连通管路，所述流量计用于测量流通于所述第一连通管路内的气体的流量。

7.如权利要求1-6中任一项所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括调压阀门，所述调压阀门设于所述第一连通管路，所述调压阀门位于所述第一进气口和所述排气口之间，所述调压阀门适用于改变所述第一连通管路内的气体的气压。

8.如权利要求7所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括与所述上位机电连接的第一自动总阀门，所述第一自动总阀门设于所述第一连通管路。

9.如权利要求8所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括第三手动阀门，所述第三手动阀门与所述第一自动总阀门并联连接于所述第一连通管路，所述第三手动阀门为常闭阀门，且所述第三手动阀门用于在所述第一自动总阀门打开失效时打开。

10.如权利要求8所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括第二连通管路和第二自动总阀门，所述第二连通管路具有第二进气口及第二出气口，所述第二进气口用于与外部惰性气源连接，所述第二出气口与所述第一连通管路连接，所述第二自动总阀门设于所述第二连通管路，且所述第二自动总阀门与所述上位机电连接。

11.如权利要求10所述的燃料电池***，其特征在于，

所述燃料电池***还包括单向阀门，所述单向阀门设于所述第二连通管路，所述单向阀门仅能够使所述惰性气源所产生的惰性气体从所述惰性气源流向所述第一连通管路；和/或

所述燃料电池***还包括第四手动阀门，所述第四手动阀门与所述第二自动总阀门并联连接于所述第二连通管路，所述第四手动阀门为常闭阀门，且所述第四手动阀门用于在所述第二自动总阀门打开失效时打开。

12.一种燃料电池***的控制方法，其特征在于，所述电池燃料***包括第一连通管路、待加氢模块以及阀门组件，所述第一连通管路具有第一进气口、第一出气口及排气口，所述排气口位于所述第一进气口和所述第一出气口之间，所述第一进气口用于与外部氢气源连接；所述待加氢模块与所述第一出气口连接以用于接收来自所述外部氢气源提供的氢气；所述阀门组件设于所述第一连通管路；所述控制方法包括以下步骤：

获取所述燃料电池***的当前状态；

在所述当前状态为紧急保护状态时，获取所述待加氢模块发送的报警信号，并根据所述报警信号控制所述阀门组件的通断，以切断所述外部氢气源，并泄放所述第一连通管路内的气体。

13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述排气口包括第一排气口，所述第一连通管路包括主管路以及第一排气管路，所述第一进气口、所述第一出气口以及所述第一排气口位于所述主管路，所述第一排气管路与所述第一排气口连接；所述阀门组件包括切断阀门以及第一自动阀门，所述切断阀门设于所述主管路，所述第一自动阀门设于所述第一排气管路；所述燃料电池***还包括第一自动总阀门，所述第一自动总阀门设于所述主管路；所述燃料电池***还具有正常工作状态、以及位于所述正常工作状态之前的第一预处理状态，所述控制方法还包括以下步骤：

在所述当前状态为所述第一预处理状态，且待所述主管路内的气体的气压降低为零时，先关闭所述第一自动阀门，再依次打开所述切断阀门以及所述第一自动总阀门，直至获取到所述主管路内的气体的气压达到第一预定气压时，先关闭所述第一自动总阀门再打开第一自动阀门。

14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述燃料电池***还包括第二连通管路以及第二自动总阀门，所述第二连通管路具有第二进气口及第二出气口，所述第二进气口用于与外部惰性气源连接，所述第二出气口与所述主管路连接，所述第二自动总阀门设于所述第二连通管路；所述燃料电池***还具有位于所述正常工作状态之后的第二预处理状态；所述控制方法还包括以下步骤：

在所述当前状态为所述第二预处理状态，先打开所述第一自动阀门，且待所述主管路内的气体的气压降低为零时，先关闭所述第一自动阀门再打开所述第二自动总阀门，直至获取到所述主管路内的气体的气压达到第二预定气压时，先关闭所述第二自动总阀门再打开所述第一自动阀门。

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