燃料电池吹扫系统和吹扫方法与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体地，涉及一种燃料电池吹扫系统和应用该燃料电池吹扫系统的吹扫方法。

背景技术：

2.燃料电池是一种用于将燃料的化学能转换为电能的发电装置。为了避免燃料电池在停机后阳极容腔内的残余氢气和阴极空气继续发生电化学反应（继续发生的电化学反应，会延长燃料电池系统开路高电压的存在时间，从而缩减燃料电池的使用寿命），并吹走阳极容腔内残余的冷凝水（当外界环境较冷时，冷凝水在燃料电池冷启动时会造成氢气循环泵和排水阀的冻结，造成冷启动失败），燃料电池在停机时需要进行吹扫处理，但是相关技术中的吹扫处理方式存在出现氢氧界面的问题，会缩减燃料电池的使用寿命。

技术实现要素：

3.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中，燃料电池在停机时多采用阴极空气吹扫阳极容腔的方式，吹送的过程中，阴极空气会和阳极容腔内的氢气相遇并形成氢氧界面，从而容易促使阴极产生水电解现象和碳腐蚀现象的发生，缩减了燃料电池的使用寿命。

4.另外，吹送完成后，阳极容腔内会存留空气，当再次启动燃料电池时，通入的氢气会与存留的空气相遇，从而也容易形成氢氧界面的问题。

5.相关技术中，也存在燃料电池在停机时采用阳极氢气的吹扫阳极容腔的方式，但是在长时间停机时后，仍然不能避免空气逐渐渗透进入阳极容腔，当再次启动燃料电池时，不能避免氢氧界面的形成。

6.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

7.为此，本发明实施例提出一种燃料电池吹扫系统，该燃料电池吹扫系统避免了氢氧界面的产生，延长了燃料电池的使用寿命。

8.本发明实施例还提出一种基于上述燃料电池吹扫系统的燃料电池吹扫方法。

9.本发明实施例的燃料电池吹扫系统包括：电堆，所述电堆具有阳极和阴极；空压机，所述空压机与所述电堆的阴极相连并适于向所述电堆的阴极通入空气；氮气分离器，所述氮气分离器连接在所述空压机和所述电堆的阳极之间，所述氮气分离器适于分离空气中的氮气，所述氮气适于通入所述电堆的阳极；旁通管路，所述旁通管路与所述电堆并联布置，且所述旁通管路的一端连接在所述空压机和所述电堆之间，所述旁通管路适于分流所述空压机流出的部分空气以避免所述空压机喘振；传感器，所述传感器与所述氮气分离器相连，所述传感器适于检测所述氮气分离器分离的所述氮气中的氧气浓度，若所述氧气浓度小于设定阈值，所述氮气可通入所述电堆的阳极。

10.本发明实施例的燃料电池吹扫系统避免了氢氧界面的产生，延长了燃料电池的使用寿命。

11.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括汽水分离器和循环管路，所述循环管路与所述电堆的阳极并联布置，所述汽水分离器设于所述循环管路，所述汽水分离器适于分离所述电堆的阳极排出的气体中的液体，所述循环管路适于将经所述汽水分离器分离后的气体导入所述电堆的阳极以实现氢气的再利用。

12.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第一阀，所述第一阀具有第一进口、第一出口和第二出口，所述第一阀通过所述第一进口和所述第一出口串接在所述旁通管路上，且所述第一阀通过所述第一进口和所述第二出口串接在所述空压机和所述氮气分离器之间。

13.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第一管和第二管，所述第一管与所述电堆的阴极连通，所述空压机设于所述第一管，所述第一管适于将所述空气通入所述电堆，所述第二管与所述电堆的阴极连通，所述第二管适于排出所述电堆的阴极的气体，所述旁通管路连接在所述第一管和所述第二管之间。

14.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第二阀，所述第二阀设于所述第二管，所述旁通管路和所述第二管的连接处位于所述第二阀和所述电堆之间。

15.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第三阀、第三管和第四管，所述第三阀具有第二进口、第三出口和第四出口，所述第三管与所述第一阀的所述第二出口连通，所述氮气分离器设于所述第一阀和所述第三阀之间，所述第三阀通过所述第二进口和所述第三出口串接在所述第三管上，所述第四管的一端与所述电堆的阳极连通，所述第四管的另一端与所述第三阀的所述第四出口连通。

16.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括引射器和第四阀，所述引射器串接在所述第四管上，所述第四阀与所述第四管连通，且所述第四阀和所述第四管的连接处位于所述引射器和所述第三阀之间，所述第四阀适于与氢气气源相连。

17.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括尾排管，所述第二管和所述第三管与所述尾排管连通。

18.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括滤清器和中冷器，所述空压机连接在所述滤清器和中冷器之间，所述滤清器适于过滤进入所述空压机的空气，所述中冷器适于调节从所述空压机排出的空气的温度。

19.在一些实施例中，所述氮气分离器包括壳体和膜组，所述膜组适于将流入所述壳体的气体分离为氧气、二氧化碳和氮气，所述壳体设有第一口、第二口、第三口和第四口，所述第一口适于供所述气体进入，所述第二口适于所述氮气排出，所述第三口适于所述氧气排出，所述第四口适于所述二氧化碳排出。

20.在一些实施例中，所述膜组包括多个分离管，所述分离管的材质为聚砜材料。

21.本发明实施例的燃料电池吹扫方法包括以下步骤：接通旁通管路，启动空压机并向电堆的阴极通入空气；将氮气分离器和传感器与空压机连通；待传感器检测的氧气浓度小于设定阈值后，将氮气分离器和电堆的阳极连通并向电堆的阳极通入氮气。

附图说明

22.图1是本发明实施例的燃料电池吹扫系统的整体结构示意图。

23.图2是图1中氮气分离器的内部结构示意图。

24.图3是本发明实施例的空压气启动过程示意图。

25.图4是本发明实施例的传感器检测氮气的示意图。

26.图5是本发明实施例的氮气通入电堆的阳极的示意图。

27.图6是本发明实施例的循环管路的使用示意图。

28.附图标记：电堆1；空压机2；氮气分离器3；壳体301；模组302；环氧树脂303；分离管304；第一口305；第二口306；第三口307；第四口308；旁通管路4；传感器5；汽水分离器6；循环管路7；第一阀8；第一进口801；第一出口802；第二出口803；第一管9；第二管10；第二阀11；第三阀12；第二进口121；第三出口122；第四出口123；第三管13；第四管14；引射器15；第四阀16；尾排管17；第五阀18；滤清器19；中冷器20。

具体实施方式

29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

30.如图1所示，本发明实施例的燃料电池吹扫系统包括电堆1，空压机2，氮气分离器3，旁通管路4和传感器5。

31.电堆1具有阳极和阴极，如图1所示，电堆1可以为氢燃料电池电堆1，阴极位于电堆1的左侧，阳极位于电堆1的右侧。

32.空压机2与电堆1的阴极相连并适于向电堆1的阴极通入空气。如图1所示，空压机2即为空气压缩机，空压机2与电堆1的阴极连通，空压机2可以向电堆1的阴极供入空气，从而满足电堆1运行和吹扫的需求。

33.氮气分离器3连接在空压机2和电堆1的阳极之间，氮气分离器3适于分离空气中的氮气，氮气适于通入电堆1的阳极。如图1所示，氮气分离器3串联在空压机2和电堆1的阳极之间，氮气分离器3可以将空气中的氮气进行分离，分离的氮气可以通入电堆1的阳极，从而可以实现对电堆1的阳极的吹扫。

34.旁通管路4与电堆1并联布置，且旁通管路4的一端连接在空压机2和电堆1之间，旁通管路4适于分流空压机2流出的部分空气以避免空压机2喘振。如图1所示，电堆1的阴极进口和阴极的出口均连接有管路，旁通管路4的一端与电堆1的阴极进口的管路连通，旁通管路4的另一端与电堆1的阴极出口的管路连通。由此，当启动空压机2时，空压机2排出的一部分空气可以经由旁通管路4流通，从而起到分流的效果，避免了空压机2启动时容易喘振的情况，保证了运行的稳定性。

35.传感器5与氮气分离器3相连，传感器5适于检测氮气分离器3分离的氮气中的氧气浓度，若氧气浓度小于设定阈值，氮气可通入电堆1的阳极。

36.如图1所示，传感器5可以为宽域氧浓度传感器5，传感器5与氮气分离器3连通，传感器5可以检测氮气分离器3出口气体中氧气的浓度，当检测的氧气的浓度不超过5%（设定阈值）时，即可将分离的氮气通入电堆1的阳极。可以理解的是，在其他一些实施例中，设定

阈值也可以为1%至5%的任意数值，例如，设定阈值可以为1%、2%、3%、4%等。由此，保证了电堆1的阳极通入的氮气的纯度，避免了氮气中氧含量较高而容易与阳极中的氢气继续反应的情况。

37.本发明实施例的燃料电池吹扫系统，能够实现在线制氮和对阳极的氮气吹扫，从而避免了相关技术中空气吹扫时容易产生氢氧界面的情况，进而避免了阴极产生水电解和碳腐蚀的发生，延长了燃料电池的使用寿命。

38.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括汽水分离器6和循环管路7，循环管路7与电堆1的阳极并联布置，汽水分离器6设于循环管路7，汽水分离器6适于分离电堆1的阳极排出的气体中的液体，循环管路7适于将经汽水分离器6分离后的气体导入电堆1的阳极以实现氢气的再利用。

39.具体地，如图1和图6所示，循环管路7可以与电堆1的阳极并联布置，汽水分离器6串接在循环管路7上。使用时，汽水分离器6可以分离经阳极排出的气体（氢气）中的液体，分离的液体可以排出，分离的氢气则可以沿着循环环路再次通入电堆1的阳极，从而实现氢气的循环利用，降低了成本。

40.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第一阀8，第一阀8具有第一进口801、第一出口802和第二出口803，第一阀8通过第一进口801和第一出口802串接在旁通管路4上，且第一阀8通过第一进口801和第二出口803串接在空压机2和氮气分离器3之间。具体地，如图1所示，第一阀8可以为三通阀，第一阀8的三个接口分别构成第一进口801、第一出口802和第二出口803。第一阀8的设置可以实现对应管路的启闭，满足了吹扫系统不同阶段的调控需要。

41.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第一管9和第二管10，第一管9与电堆1的阴极连通，空压机2设于第一管9，第一管9适于将空气通入电堆1，第二管10与电堆1的阴极连通，第二管10适于排出电堆1的阴极的气体，旁通管路4连接在第一管9和第二管10之间。

42.具体地，如图1和图3所示，电堆1的阴极具有阴极进口和阴极出口，第一管9与阴极进口连通，第二管10与阴极出口连通，空压机2连接在第一管9上。第一管9和第二管10的设置满足了空气的通入要求和阴极吹扫要求。如图3所示，旁通管路4的一端与第一管9连通，旁通管路4的另一端与第二管10连通，第一阀8连接在旁通管路4上。

43.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第二阀11，第二阀11设于第二管10，旁通管路4和第二管10的连接处位于第二阀11和电堆1之间。如图3所示，第二阀11可以为背压阀，第二阀11连接在第二管10上，第二阀11可以实现对第二管10的流量大小的调节，从而满足电堆1反应速率调整对空气流量的需求。

44.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括第三阀12、第三管13和第四管14，第三阀12具有第二进口121、第三出口122和第四出口123，第三管13与第一阀8的第二出口803连通，氮气分离器3设于第一阀8和第三阀12之间，第三阀12通过第二进口121和第三出口122串接在第三管13上，第四管14的一端与电堆1的阳极连通，第四管14的另一端与第三阀12的第四出口123连通。

45.具体地，如图1所示，第三管13与第一阀8连通，传感器5连接在第三管13上，第三管13可以将氮气分离器3分离的气体输送至传感器5处，从而方便了对氧气浓度的监测。第三阀12可以为三通阀，第三阀12的三个接口分别构成第二进口121、第三出口122和第四出口

123。

46.第三阀12连接在第三管13上，第三阀12可以实现对第三管13的启闭。第四管14的一端可以与第三阀12连通，第四管14的另一端可以与电堆1的阳极的进口连通。

47.由此，氮气分离器分离的氮气可以经由第三阀12输送至传感器5处，也可以经由第三阀12输送至电堆1的阳极，从而一方面满足了吹扫系统不同阶段的使用要求，另一方面也简化了吹扫系统的管路布置形式，有利于降低成本。

48.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括引射器15和第四阀16，引射器15串接在第四管14上，第四阀16与第四管14连通，且第四阀16和第四管14的连接处位于引射器15和第三阀12之间，第四阀16适于与氢气气源相连。

49.具体地，如图1、如图5和图6所示，引射器15连接在第四管14上，循环管路7与引射器15连通，使用时，汽水分离器6分离的气体在引射器15的作用下可以再次被输送至电堆1的阳极，方便了对汽水分离器6分离的气体的回收再利用，简化了结构布置，降低了吹扫系统的成本。

50.如图5和图6所示，第四阀16可以连接在引射器15和第三阀12之间，第四阀16用于与氢气气源连通，氢气可以依次经由第四阀16、第四管14流入电堆1的阳极。第四阀16则起到启闭氢气气源和控制氢气流量大小的作用。

51.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括尾排管17，第二管10和第三管13与尾排管17连通。如图1所示，第二管10和第三管13均与尾排管17连通，当氮气流至传感器5处时，多余的氮气可以经由尾排管17排出。从电堆1的阴极排出的气体可以经由第二管10排至尾排管17处。尾排管17可以实现废气的收集。

52.可选地，如图1所示，汽水分离器6与第二管10连通，汽水分离器6分离的液体也可以排至尾排管17内。汽水分离器6和第二管10之间的管路上可以设有第五阀18，第五阀18可以实现对管路的启闭和流量大小的调整。

53.在一些实施例中，燃料电池吹扫系统包括滤清器19和中冷器20，空压机2连接在滤清器19和中冷器20之间，滤清器19适于过滤进入空压机2的空气，中冷器20适于调节从空压机2排出的空气的温度。

54.如图1所示，滤清器19和中冷器20可以均串接在第一管9上，其中滤清器19位于空压机2的上游，中冷器20位于空压机2的下游，滤清器19可以起到过滤空气的作用，从而避免了杂质进入空压机2内的情况，保障了空压机2运行的稳定性。中冷器20可以起到温度调节的作用，使得从空压机2内输出的空气的温度可以保持在50度至80度之间，由此，避免了输入电堆1的阴极的空气的温度过低或温度过高的情况，保证了电堆1的稳定运行。

55.在一些实施例中，氮气分离器3包括壳体301和膜组，膜组适于将流入壳体301的气体分离为氧气、二氧化碳和氮气，壳体301设有第一口305、第二口306、第三口307和第四口308，第一口305适于供气体进入，第二口306适于氮气排出，第三口307适于氧气排出，第四口308适于二氧化碳排出。

56.具体地，如图2所示，壳体301可以为长方体状，第一口305可以设在壳体301的左侧壁上，第二口306可以设在壳体301的右侧壁上，第三口307可以设在壳体301的上侧壁上，第四口308可以设在壳体301的下侧壁上。

57.模组302可以通过多个分离管304组合而成，多个分离管304可以在上下方向并行

间隔排布，分离管304可以为中空纤维管，分离管304的管壁可以设有分离膜。模组302的左侧可以通过环氧树脂303固定在壳体301内，模组302的右侧也可以通过环氧树脂303固定在壳体301内。模组302和壳体301之间可以形成环形腔，环形腔位于模组302的左右两侧的环氧树脂303之间，第一口305位于左侧的环氧树脂303的左侧，第二口306位于右侧的环形树脂的右侧，第三口307和第四口308位于两个环氧树脂303之间。

58.使用时，空气可以经由第一口305流入模组302内，然后可以流入各个分离管304内，由于不同气体在分离管304中溶解度和扩散系数的差异，导致不同气体在分离管304中的渗透速率不同，在分离管304两侧压差作用下，氧气和二氧化碳的渗透率较快，其中分子量较小的氧气可以经由第三口307排出，分子量较大的二氧化碳可以经由第四口308排出。渗透率较慢的氮气则会流动至第二口306处并经由第二口306排出。由此，实现了氮气的分离。

59.可选地，分离膜的材质为聚砜材料。

60.下面描述本发明实施例的燃料电池吹扫方法。

61.本发明实施例的燃料电池吹扫方法包括以下步骤：s1：接通旁通管路4，启动空压机2并向电堆1的阴极通入空气。

62.具体地，如图3所示，可以利用第一阀8将旁通管路4连通、将第三管13关闭。然后启动空压机2，空压机2输出的一部分空气可以经由第一管9通入电堆1的阴极，然后经由第二管10从电堆1的阴极排出，一部分空气可以经由旁通管路4直接排入第二管10。由此实现了空压机2的无喘振启动。

63.s2：将氮气分离器3和传感器5与空压机2连通。

64.具体地，如图4所示，待空压机2稳定运行后，保持旁通管路4的流通，然后利用第一阀8将第三管13连通，此时，空压机2产生的空气的一部分可以继续流入电堆1的阴极，一部分则可以经由第三管13流入氮气分离器3内，氮气分离器3产生的氮气可以经由第三管13流至传感器5处，最后可以被收集至尾排管17内。

65.需要说明的是，本步骤中，需要通过第三阀12将氮气分离器3和传感器5连通，通过第三阀12将第四管14关闭。

66.s3：待传感器5检测的氧气浓度小于设定阈值后，将氮气分离器3和电堆1的阳极连通并向电堆1的阳极通入氮气。

67.具体地，传感器5可以实时对氮气中的氧气浓度进行检测，待氮气中的氧气浓度小于设定阈值后，如图5所示，可以利用第三阀12将通向传感器5的氮气管路关闭，并将通向电堆1的阳极的第四管14接通。由此，氮气分离器3分离的氮气可以被输送至电堆1的阳极，从而实现对电堆1的阳极的吹扫。吹扫完毕后，将第一阀8、第二阀11、第三阀12关闭即可。

68.待需要启动电堆1时，如图6所示，可以开启第四阀16和第五阀18，氢气经由第四阀16通入电堆1的阴极，汽水分离器6分离的氢气在引射器15的作用下可以重新排入电堆1的阳极，汽水分离器6分离的液体可以经由第五阀18排入第二管10内，最后汇流至尾排管17中。

69.本发明实施例的燃料电池吹扫系统和对应的吹扫方法具有以下有益效果：（1）相关技术中的燃料电池停机后会持续缓慢的发生电化学反应，一方面开路高电位会造成催化剂降解，减低燃料电池寿命；另一方面，在冬季冷启动时，停机后持续缓慢

电化学反应，破坏了停机吹扫对膜电极水含量的标定，造成膜电极上水含量增多，造成下次冷启动失败。本发明的技术方案解决了停机后阳极与阴极持续电化学反应的问题，保证了燃料电池冷启动的稳定性。

70.（2）解决了停机与开机时阳极氢氧界面的问题。采用本技术方案，在停机后和开机前阳极容腔内仅有氮气，不会出现氢氧界面并进而造成阴极碳腐蚀和燃料电池快速衰减等问题。

71.（3）本技术方案充分利用燃料电池系统上现有设备和现有操作条件，实现了在线制备氮气，满足了燃料电池系统阳极吹扫需求，同时避免了额外的功率消耗。

72.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。

73.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

74.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

75.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征

?“

上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

76.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、

?“

示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

77.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。技术特征：

1.一种燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括：电堆，所述电堆具有阳极和阴极；空压机，所述空压机与所述电堆的阴极相连并适于向所述电堆的阴极通入空气；氮气分离器，所述氮气分离器连接在所述空压机和所述电堆的阳极之间，所述氮气分离器适于分离空气中的氮气，所述氮气适于通入所述电堆的阳极；旁通管路，所述旁通管路与所述电堆并联布置，且所述旁通管路的一端连接在所述空压机和所述电堆之间，所述旁通管路适于分流所述空压机流出的部分空气以避免所述空压机喘振；传感器，所述传感器与所述氮气分离器相连，所述传感器适于检测所述氮气分离器分离的所述氮气中的氧气浓度，若所述氧气浓度小于设定阈值，所述氮气可通入所述电堆的阳极。2.根据权利要求1所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括汽水分离器和循环管路，所述循环管路与所述电堆的阳极并联布置，所述汽水分离器设于所述循环管路，所述汽水分离器适于分离所述电堆的阳极排出的气体中的液体，所述循环管路适于将经所述汽水分离器分离后的气体导入所述电堆的阳极以实现氢气的再利用。3.根据权利要求1所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括第一阀，所述第一阀具有第一进口、第一出口和第二出口，所述第一阀通过所述第一进口和所述第一出口串接在所述旁通管路上，且所述第一阀通过所述第一进口和所述第二出口串接在所述空压机和所述氮气分离器之间。4.根据权利要求3所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括第一管和第二管，所述第一管与所述电堆的阴极连通，所述空压机设于所述第一管，所述第一管适于将所述空气通入所述电堆，所述第二管与所述电堆的阴极连通，所述第二管适于排出所述电堆的阴极的气体，所述旁通管路连接在所述第一管和所述第二管之间。5.根据权利要求4所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括第二阀，所述第二阀设于所述第二管，所述旁通管路和所述第二管的连接处位于所述第二阀和所述电堆之间。6.根据权利要求4所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括第三阀、第三管和第四管，所述第三阀具有第二进口、第三出口和第四出口，所述第三管与所述第一阀的所述第二出口连通，所述氮气分离器设于所述第一阀和所述第三阀之间，所述第三阀通过所述第二进口和所述第三出口串接在所述第三管上，所述第四管的一端与所述电堆的阳极连通，所述第四管的另一端与所述第三阀的所述第四出口连通。7.根据权利要求6所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括引射器和第四阀，所述引射器串接在所述第四管上，所述第四阀与所述第四管连通，且所述第四阀和所述第四管的连接处位于所述引射器和所述第三阀之间，所述第四阀适于与氢气气源相连。8.根据权利要求6所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括尾排管，所述第二管和所述第三管与所述尾排管连通。9.根据权利要求1所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括滤清器和中冷器，所述空压机连接在所述滤清器和中冷器之间，所述滤清器适于过滤进入所述空压机的空气，所述中冷器适于调节从所述空压机排出的空气的温度。10.根据权利要求1-9中任一项所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，所述氮气分离

器包括壳体和膜组，所述膜组适于将流入所述壳体的气体分离为氧气、二氧化碳和氮气，所述壳体设有第一口、第二口、第三口和第四口，所述第一口适于供所述气体进入，所述第二口适于所述氮气排出，所述第三口适于所述氧气排出，所述第四口适于所述二氧化碳排出。11.根据权利要求10所述的燃料电池吹扫系统，其特征在于，所述膜组包括多个分离管，所述分离管的材质为聚砜材料。12.一种基于权利要求1-11中任一项所述的燃料电池吹扫系统的燃料电池吹扫方法，其特征在于，包括以下步骤：接通旁通管路，启动空压机并向电堆的阴极通入空气；将氮气分离器和传感器与空压机连通；待传感器检测的氧气浓度小于设定阈值后，将氮气分离器和电堆的阳极连通并向电堆的阳极通入氮气。

技术总结

本发明公开了一种燃料电池吹扫系统和吹扫方法，燃料电池吹扫系统包括电堆，空压机，氮气分离器，旁通管路和传感器，电堆具有阳极和阴极；空压机与电堆的阴极相连并适于向电堆的阴极通入空气，氮气分离器连接在空压机和电堆的阳极之间，氮气分离器适于分离空气中的氮气，氮气适于通入电堆的阳极，旁通管路与电堆并联布置，且旁通管路的一端连接在空压机和电堆之间，旁通管路适于分流空压机流出的部分空气以避免空压机喘振，传感器与氮气分离器相连，传感器适于检测氮气分离器分离的氮气中的氧气浓度，若氧气浓度小于设定阈值，氮气可通入电堆的阳极。本发明的燃料电池吹扫系统避免了氢氧界面的产生，延长了燃料电池的使用寿命。命。命。

技术研发人员：王雪娥 王黎明 杜永昂 陈璐

受保护的技术使用者：宁波绿动氢能科技研究院有限公司

技术研发日：2022.03.18

技术公布日：2022/4/15