CN116053520A - 阴极***及其阴极控制方法、燃料电池 - Google Patents

阴极***及其阴极控制方法、燃料电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种阴极***及其阴极控制方法、燃料电池，燃料电池的阴极侧具有空气进口和空气出口，阴极***包括供气装置、气水分离装置以及切换装置；供气装置包括相互连通的空压机和涡轮膨胀机，空压机的排气口连接空气进口；气水分离装置设于空气出口处，以对自空气出口排出的空气进行气水分离，气水分离装置的排气口连接涡轮膨胀机的涡轮端入口；切换装置包括第一切换单元、第二切换单元以及第三切换单元，第一切换单元用以至少切换空压机的排气口与空气进口连通或者断开，第二切换单元用以切换气水分离装置的排水口分别与空气进口以及外界连通或者断开，第三切换单元用以切换涡轮膨胀机的排气口分别与空压机的进气口以及外界连通或者断开。

Description

阴极***及其阴极控制方法、燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是一种阴极***及其阴极控制方法、燃料电池。
背景技术
燃料电池阴极***的主要作用是对进入燃料电池的空气进行过滤、增湿、压力调节等方面的处理，保证燃料电池电堆阴极侧温度、湿度、压力及流量在最佳范围内。目前市场采用的方式多为图1方式，或者在图1位置增加增湿器对空气***进行外增湿；这种方式对于空气的能量回收及空气本身的利用很少，导致***在控制上变得更加复杂，同时对电堆的要求变得更高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种阴极***及其阴极控制方法、燃料电池，旨在解决现有的燃料电池电堆阴极因空气利用率较低而导致控制复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种阴极***，用于燃料电池的阴极侧，所述燃料电池的阴极侧具有空气进口和空气出口，所述阴极***包括：
供气装置，包括相互连通的空压机和涡轮膨胀机，所述空压机的排气口用于连接空气进口；
气水分离装置，用于设于空气出口处，以对自空气出口排出的空气进行气水分离，所述气水分离装置的排气口连接所述涡轮膨胀机的涡轮端入口；以及，
切换装置，包括第一切换单元、第二切换单元以及第三切换单元，所述第一切换单元用以至少切换所述空压机的排气口与空气进口连通或者断开，所述第二切换单元用以切换所述气水分离装置的排水口分别与空气进口以及外界连通或者断开，所述第三切换单元用以切换所述涡轮膨胀机的排气口分别与所述空压机的进气口以及外界连通或者断开。
可选地，所述阴极***还包括喷射装置，具有送气进口、液体进口以及喷射出口，所述送气进口、所述液体进口以及所述喷射出口分别对应连接所述空压机的排气口、所述气水分离装置的排水口以及空气进口设置；
其中，所述第一切换单元设于所述空压机的排气口、所述送气进口以及空气进口之间，用以切换所述空压机的排气口与空气进口、或者与所述送气进口和空气进口；
所述第二切换单元设于所述气水分离装置的排水口以及所述液体进口之间，用以切换所述气水分离装置的排水口与所述液体进口连通、或者与外界连通。
可选地，所述第一切换单元包括第一电磁三通阀，所述第一电磁三通阀的三个接口用于分别依次连接所述空压机的排气口、空气进口以及所述送气进口；和/或，
所述第二切换单元包括第二电磁三通阀，所述第二电磁三通阀的三个接口用于分别依次连接所述液体进口、所述气水分离装置的排水口以及外界；和/或，
所述第三切换单元包括第三电磁三通阀，所述第三电磁三通阀的三个接口用于分别依次连接所述涡轮膨胀机的排气口、外界以及所述空压机的进气口。
可选地，所述阴极***还包括混合装置，所述混合装置至少具有两个进口以及一个混合出口，所述两个进口包括混合气体进口以及混合液体进口，所述混合气体进口连接所述涡轮膨胀机的排气口，所述混合液体进口连接所述气水分离装置的排水口，所述混合出口用于与外界连通，以将所述混合装置内混合的气体和液体排出；
其中，所述第二切换单元设于空气进口、所述气水分离装置的排水口以及所述混合液体进口之间，用于切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、或者与所述混合液体进口连通；
所述第三切换单元设于所述混合气体进口、所述涡轮膨胀机的排气口以及所述空压机的进气口之间，用于切换所述涡轮膨胀机的排气口与所述空压机的进气口连通、或者与所述混合气体进口连通。
可选地，所述阴极***还包括消音器，所述消音器设于所述混合出口。
可选地，所述阴极***还包括：
空气过滤装置，所述空气过滤装置的进气口用于与外部连通，所述空气过滤装置的出气口与所述空压机的进气口连通，用于对空气进行过滤处理并送入所述空压机内；以及，
空气流量计，设于所述空气过滤装置的出气口与所述空压机的进气口之间，用以检测进入所述空压机的空气流量。
可选地，所述阴极***还包括中冷器，所述中冷器的进气接口连接所述空压机的排气口，所述中冷器的出气接口用于连接空气进口，用于对自所述空压机的排气口排出的空气进行热交换处理后，送至空气进口；
其中，所述第一切换单元处于空气进口与所述中冷器的进气接口之间，用以至少切换所述中冷器的进气接口与空气进口连通或者断开。
本发明基于上述的阴极***还提供一种的阴极控制方法，所述阴极控制方法包括：
获取阴极***的当前状态；
当所述阴极***的当前状态为停机状态时，控制第一切换单元切换空压机的排气口与空气进口断开，第二切换单元切换气水分离装置的排水口与外界断开，第三切换单元切换涡轮膨胀机的排气口分别与空压机的进气口以及外界断开；
当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制所述第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与外界连通、以及与所述空压机的进气口断开；
当所述阴极***的当前状态为预备停机状态时，所述控制第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与断开、以及与外界连通，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与所述空压机的进气口连通、以及与外界断开。
可选地，当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开的步骤之后，还包括：
获取所述气水分离装置的排水口的当前排水量；
对比所述当前排水量与标准排水范围；
当所述当前排水量符合所述标准排水范围时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口断开、以及与外界连通。
本发明还提供一种燃料电池，所述燃料电池包括上述的阴极***。
本发明的技术方案中，所述阴极***包括供气装置、气水分离装置以及切换装置；所述供气装置包括相互连通的空压机和涡轮膨胀机，所述空压机的排气口用于连接空气进口；所述气水分离装置用于设于空气出口处，以对自空气出口排出的空气进行气水分离，所述气水分离装置的排气口连接所述涡轮膨胀机的涡轮端入口；所述切换装置包括第一切换单元、第二切换单元以及第三切换单元，所述第一切换单元用以至少切换所述空压机的排气口与空气进口连通或者断开，所述第二切换单元用以切换所述气水分离装置的排水口分别与空气进口以及外界连通或者断开，所述第三切换单元用以切换所述涡轮膨胀机的排气口分别与所述空压机的进气口以及外界连通或者断开；通过控制所述第一切换单元、所述第二切换单元以及所述第三切换单元，使得所述阴极***在停机状态下，能够与空气完全隔断，防止空气渗透至电堆阳极；在运行状态下，所述气水分离装置的排水口能够增加空气入堆湿度；在预备停机状态下，所述阴极***内的空气就会形成一个内循环，当氧气逐渐消耗完毕之后，就成为了氮气吹扫，这样可以利用***不带载快速吹干阴极***，如此设置，能够提高空气利用率，也降低所述阴极***的控制复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为现有技术提供的阴极***一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的阴极***一实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的阴极***的阴极控制方法第一实施例的流程图。
本发明提供的实施例附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
燃料电池阴极***的主要作用是对进入燃料电池的空气进行过滤、增湿、压力调节等方面的处理，保证燃料电池电堆阴极侧温度、湿度、压力及流量在最佳范围内。目前市场采用的方式多为图1方式，或者在图1位置增加增湿器对空气***进行外增湿；这种方式对于空气的能量回收及空气本身的利用很少，导致***在控制上变得更加复杂，同时对电堆的要求变得更高。
鉴于此，本发明提出一种阴极***及其阴极控制方法、燃料电池。图2为阴极***的具体实施例；图3为阴极***的阴极控制方法的具体实施例。
请参阅图2，所述阴极***100用于燃料电池200的阴极侧，所述燃料电池200的阴极侧具有空气进口201和空气出口202，所述阴极***100包括供气装置1、气水分离装置2以及切换装置3；所述供气装置1包括相互连通的空压机11和涡轮膨胀机12，所述空压机11的排气口用于连接空气进口201；所述气水分离装置2用于设于空气出口202处，以对自空气出口202排出的空气进行气水分离，所述气水分离装置2的排气口连接所述涡轮膨胀机12的涡轮端入口；所述切换装置3包括第一切换单元、第二切换单元以及第三切换单元，所述第一切换单元用以至少切换所述空压机11的排气口与空气进口201连通或者断开，所述第二切换单元用以切换所述气水分离装置2的排水口分别与空气进口201以及外界连通或者断开，所述第三切换单元用以切换所述涡轮膨胀机12的排气口分别与所述空压机11的进气口以及外界连通或者断开。
本发明的技术方案中，所述阴极***100包括供气装置1、气水分离装置2以及切换装置3；所述供气装置1包括相互连通的空压机11和涡轮膨胀机12，所述空压机11的排气口用于连接空气进口201；所述气水分离装置2用于设于空气出口202处，以对自空气出口202排出的空气进行气水分离，所述气水分离装置2的排气口连接所述涡轮膨胀机12的涡轮端入口；所述切换装置3包括第一切换单元、第二切换单元以及第三切换单元，所述第一切换单元用以至少切换所述空压机11的排气口与空气进口201连通或者断开，所述第二切换单元用以切换所述气水分离装置2的排水口分别与空气进口201以及外界连通或者断开，所述第三切换单元用以切换所述涡轮膨胀机12的排气口分别与所述空压机11的进气口以及外界连通或者断开；通过控制所述第一切换单元、所述第二切换单元以及所述第三切换单元，使得所述阴极***100在停机状态下，能够与空气完全隔断，防止空气渗透至电堆阳极；在运行状态下，所述气水分离装置2的排水口能够增加空气入堆湿度；在预备停机状态下，所述阴极***100内的空气就会形成一个内循环，当氧气逐渐消耗完毕之后，就成为了氮气吹扫，这样可以利用***不带载快速吹干阴极***100，如此设置，能够提高空气利用率，也降低所述阴极***100的控制复杂度。
进一步参阅图2，所述阴极***100还包括喷射装置4，所述喷射装置4具有送气进口、液体进口以及喷射出口，所述送气进口、所述液体进口以及所述喷射出口分别对应连接所述空压机11的排气口、所述气水分离装置2的排水口以及空气进口201设置；其中，所述第一切换单元设于所述空压机11的排气口、所述送气进口以及空气进口201之间，用以切换所述空压机11的排气口与空气进口201、或者与所述送气进口和空气进口201；所述第二切换单元设于所述气水分离装置2的排水口以及所述液体进口之间，用以切换所述气水分离装置2的排水口与所述液体进口连通、或者与外界连通；在运行状态下，所述第二切换单元切换所述气水分离装置2的排水口与所述液体进口连通；此时，所述气水分离装置2内的水自其排水口经由所述喷射装置4喷向空气进口201，从而增加空气入堆湿度。
在本发明中，所述第一切换单元包括第一电磁三通阀31，所述第一电磁三通阀31的三个接口用于分别依次连接所述空压机11的排气口、空气进口201以及所述送气进口。
在本发明中，所述第二切换单元包括第二电磁三通阀32，所述第二电磁三通阀32的三个接口用于分别依次连接所述液体进口、所述气水分离装置2的排水口以及外界。
在本发明中，所述第三切换单元包括第三电磁三通阀33，所述第三电磁三通阀33的三个接口用于分别依次连接所述涡轮膨胀机12的排气口、外界以及所述空压机11的进气口。
需要说明的是，上述三个技术特征，可以择一设置，可以择二设置，也可以同时设置，具体地，在本实施例中，上述三个技术特征同时设置，也即，所述第一切换单元包括第一电磁三通阀31，所述第一电磁三通阀31的三个接口用于分别依次连接所述空压机11的排气口、空气进口201以及所述送气进口；所述第二切换单元包括第二电磁三通阀32，所述第二电磁三通阀32的三个接口用于分别依次连接所述液体进口、所述气水分离装置2的排水口以及外界；所述第三切换单元包括第三电磁三通阀33，所述第三电磁三通阀33的三个接口用于分别依次连接所述涡轮膨胀机12的排气口、外界以及所述空压机11的进气口；如此设置，结构简单，控制简便。
进一步参阅图2，所述阴极***100还包括混合装置5，所述混合装置5至少具有两个进口以及一个混合出口，所述两个进口包括混合气体进口以及混合液体进口，所述混合气体进口连接所述涡轮膨胀机12的排气口，所述混合液体进口连接所述气水分离装置2的排水口，所述混合出口用于与外界连通，以将所述混合装置5内混合的气体和液体排出；其中，所述第二切换单元设于空气进口201、所述气水分离装置2的排水口以及所述混合液体进口之间，用于切换所述气水分离装置2的排水口与空气进口201连通、或者与所述混合液体进口连通；所述第三切换单元设于所述混合气体进口、所述涡轮膨胀机12的排气口以及所述空压机11的进气口之间，用于切换所述涡轮膨胀机12的排气口与所述空压机11的进气口连通、或者与所述混合气体进口连通。
具体地，所述阴极***100还包括消音器6，所述消音器6设于所述混合出口；通过设置所述消音器6，减少气体排出的噪声。
在本发明中，所述阴极***100还包括空气过滤装置7以及空气流量计8；所述空气过滤装置7的进气口用于与外部连通，所述空气过滤装置7的出气口与所述空压机11的进气口连通，用于对空气进行过滤处理并送入所述空压机11内；所述空气流量计8设于所述空气过滤装置7的出气口与所述空压机11的进气口之间，用以检测进入所述空压机11的空气流量；通过设置所述空气过滤装置7，使得进入所述空压机11的空气更加洁净，从而提高所述空压机11的使用寿命；同时，所述空气流量计8用以检测进入所述空压机11的空气流量，从而能够实时监控进入所述空压机11的空气流量。
同时，所述阴极***100还包括中冷器9，所述中冷器9的进气接口连接所述空压机11的排气口，所述中冷器9的出气接口用于连接空气进口201，用于对自所述空压机11的排气口排出的空气进行热交换处理后，送至空气进口201；其中，所述第一切换单元处于空气进口201与所述中冷器9的进气接口之间，用以至少切换所述中冷器9的进气接口与空气进口201连通或者断开；所述中冷器9能够将自所述空压机11的排气口排出的空气进行热交换处理后，送至空气进口201，使得进入空气进口201的空气处于合适温度。
基于上述的阴极***，本发明还提供一种阴极控制方法。
请参阅图3，图3为本发明提供的阴极控制方法的第一实施例。
所述阴极控制方法包括：
S10：获取阴极***的当前状态；
S20：当所述阴极***的当前状态为停机状态时，控制第一切换单元切换空压机的排气口与空气进口断开，第二切换单元切换气水分离装置的排水口与外界断开，第三切换单元切换涡轮膨胀机的排气口分别与空压机的进气口以及外界断开；
S30：当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制所述第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与外界连通、以及与所述空压机的进气口断开；
S70：当所述阴极***的当前状态为预备停机状态时，所述控制第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与断开、以及与外界连通，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与所述空压机的进气口连通、以及与外界断开。
在本实施例中，当所述阴极***的当前状态为停机状态时，控制第一切换单元切换空压机的排气口与空气进口断开，第二切换单元切换气水分离装置的排水口与外界断开，第三切换单元切换涡轮膨胀机的排气口分别与空压机的进气口以及外界断开，如此，能够与空气完全隔断，防止空气渗透至电堆阳极；当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制所述第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与外界连通、以及与所述空压机的进气口断开；所述气水分离装置的排水口能够随着空气进入空气进口，从而增加空气入堆湿度；当所述阴极***的当前状态为预备停机状态时，所述控制第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与断开、以及与外界连通，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与所述空压机的进气口连通、以及与外界断开，如此，所述阴极***内的空气就会形成一个内循环，当氧气逐渐消耗完毕之后，就成为了氮气吹扫，这样可以利用***不带载快速吹干阴极***，如此设置，能够提高空气利用率，也降低所述阴极***的控制复杂度。
具体地，当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开的步骤S30之后，还包括：
S40：获取所述气水分离装置的排水口的当前排水量；
S50：对比所述当前排水量与标准排水范围；
S60：当所述当前排水量符合所述标准排水范围时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口断开、以及与外界连通。
在本实施例中，当所述当前排水量符合所述标准排水范围时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口断开、以及与外界连通；如此设置，能够防止进入燃料电池的水分过多，确保燃料电池运行正常。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种阴极***，用于燃料电池的阴极侧，所述燃料电池的阴极侧具有空气进口和空气出口，其特征在于，所述阴极***包括：
供气装置，包括相互连通的空压机和涡轮膨胀机，所述空压机的排气口用于连接空气进口；
气水分离装置，用于设于空气出口处，以对自空气出口排出的空气进行气水分离，所述气水分离装置的排气口连接所述涡轮膨胀机的涡轮端入口；以及，
切换装置，包括第一切换单元、第二切换单元以及第三切换单元，所述第一切换单元用以至少切换所述空压机的排气口与空气进口连通或者断开，所述第二切换单元用以切换所述气水分离装置的排水口分别与空气进口以及外界连通或者断开，所述第三切换单元用以切换所述涡轮膨胀机的排气口分别与所述空压机的进气口以及外界连通或者断开。
2.根据权利要求1所述的阴极***，其特征在于，所述阴极***还包括喷射装置，具有送气进口、液体进口以及喷射出口，所述送气进口、所述液体进口以及所述喷射出口分别对应连接所述空压机的排气口、所述气水分离装置的排水口以及空气进口设置；
其中，所述第一切换单元设于所述空压机的排气口、所述送气进口以及空气进口之间，用以切换所述空压机的排气口与空气进口、或者与所述送气进口和空气进口；
所述第二切换单元设于所述气水分离装置的排水口以及所述液体进口之间，用以切换所述气水分离装置的排水口与所述液体进口连通、或者与外界连通。
3.根据权利要求2所述的阴极***，其特征在于，所述第一切换单元包括第一电磁三通阀，所述第一电磁三通阀的三个接口用于分别依次连接所述空压机的排气口、空气进口以及所述送气进口；和/或，
所述第二切换单元包括第二电磁三通阀，所述第二电磁三通阀的三个接口用于分别依次连接所述液体进口、所述气水分离装置的排水口以及外界；和/或，
所述第三切换单元包括第三电磁三通阀，所述第三电磁三通阀的三个接口用于分别依次连接所述涡轮膨胀机的排气口、外界以及所述空压机的进气口。
4.根据权利要求1所述的阴极***，其特征在于，所述阴极***还包括混合装置，所述混合装置至少具有两个进口以及一个混合出口，所述两个进口包括混合气体进口以及混合液体进口，所述混合气体进口连接所述涡轮膨胀机的排气口，所述混合液体进口连接所述气水分离装置的排水口，所述混合出口用于与外界连通，以将所述混合装置内混合的气体和液体排出；
其中，所述第二切换单元设于空气进口、所述气水分离装置的排水口以及所述混合液体进口之间，用于切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、或者与所述混合液体进口连通；
所述第三切换单元设于所述混合气体进口、所述涡轮膨胀机的排气口以及所述空压机的进气口之间，用于切换所述涡轮膨胀机的排气口与所述空压机的进气口连通、或者与所述混合气体进口连通。
5.根据权利要求4所述的阴极***，其特征在于，所述阴极***还包括消音器，所述消音器设于所述混合出口。
6.根据权利要求1所述的阴极***，其特征在于，所述阴极***还包括：
空气过滤装置，所述空气过滤装置的进气口用于与外部连通，所述空气过滤装置的出气口与所述空压机的进气口连通，用于对空气进行过滤处理并送入所述空压机内；以及，
空气流量计，设于所述空气过滤装置的出气口与所述空压机的进气口之间，用以检测进入所述空压机的空气流量。
7.根据权利要求1所述的阴极***，其特征在于，所述阴极***还包括中冷器，所述中冷器的进气接口连接所述空压机的排气口，所述中冷器的出气接口用于连接空气进口，用于对自所述空压机的排气口排出的空气进行热交换处理后，送至空气进口；
其中，所述第一切换单元处于空气进口与所述中冷器的进气接口之间，用以至少切换所述中冷器的进气接口与空气进口连通或者断开。
8.一种基于权利要求1至7中任意一项所述的阴极***的阴极控制方法，其特征在于，所述阴极控制方法包括：
获取阴极***的当前状态；
当所述阴极***的当前状态为停机状态时，控制第一切换单元切换空压机的排气口与空气进口断开，第二切换单元切换气水分离装置的排水口与外界断开，第三切换单元切换涡轮膨胀机的排气口分别与空压机的进气口以及外界断开；
当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制所述第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与外界连通、以及与所述空压机的进气口断开；
当所述阴极***的当前状态为预备停机状态时，所述控制第一切换单元切换所述空压机的排气口与空气进口连通，所述第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与断开、以及与外界连通，所述第三切换单元切换所述涡轮膨胀机的排气口与所述空压机的进气口连通、以及与外界断开。
9.根据权利要求8所述的阴极控制方法，其特征在于，当所述阴极***的当前状态为运行状态时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口连通、以及与外界断开的步骤之后，还包括：
获取所述气水分离装置的排水口的当前排水量；
对比所述当前排水量与标准排水范围；
当所述当前排水量符合所述标准排水范围时，控制第二切换单元切换所述气水分离装置的排水口与空气进口断开、以及与外界连通。
10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的阴极***。
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