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申请/专利权人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司

摘要：本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池系统、车辆及燃料电池系统控制方法。燃料电池系统包括上级电堆、下级电堆、燃气换热器和引射器。上级电堆和下级电堆串联，上级电堆的阳极出口连通下级电堆的阳极入口。燃气换热器和引射器依次设于下级电堆的阳极出口和上级电堆的阳极入口之间，燃气换热器连接于上级燃气源，下级电堆的至少部分阳极排气与来自上级燃气源的燃气在燃气换热器中换热，以使下级电堆的阳极排气降温，使来自上级燃气源的燃气升温。引射器能利用来自燃气换热器的升温后的燃气将来自燃气换热器的降温后的阳极排气引射至上级电堆的阳极入口。燃料电池系统能够实现燃料的循环利用，提升燃料利用率，并能避免产生寄生功耗。

主权项：1.燃料电池系统，其特征在于，包括：串联设置的上级电堆（100）和下级电堆（200），所述上级电堆（100）的阳极出口连通于所述下级电堆（200）的阳极入口；燃气换热器（300）和引射器（400），所述燃气换热器（300）和所述引射器（400）依次设置于所述下级电堆（200）的阳极出口和所述上级电堆（100）的阳极入口之间，所述燃气换热器（300）连接于上级燃气源（10），所述下级电堆（200）的至少部分阳极排气与来自所述上级燃气源（10）的燃气在所述燃气换热器（300）中换热，以使所述下级电堆（200）的阳极排气降温，并使来自所述上级燃气源（10）的燃气升温；所述引射器（400）能够利用来自所述燃气换热器（300）的升温后的燃气将来自所述燃气换热器（300）的降温后的阳极排气引射至所述上级电堆（100）的阳极入口；所述下级电堆（200）被所述引射器（400）引射的部分阳极排气的气量和所述上级燃气源（10）的燃气的气量能够调节，以使所述下级电堆（200）被所述引射器（400）引射的部分阳极排气的温度和所述上级燃气源（10）的燃气的温度得到调节；所述燃料电池系统还包括上级重整器（610）、蒸发器（630）、下级重整器（510）和依次设置于所述下级重整器（510）之后的冷凝器（520）和气水分离装置（530）；所述上级重整器（610）设置于所述引射器（400）和所述上级电堆（100）的阳极入口之间，被配置为将来自所述上级燃气源（10）的燃气和所述下级电堆（200）的至少部分阳极排气重整形成上级阳极反应气；所述蒸发器（630）设置于所述上级重整器（610）的前端，液态水能够于所述蒸发器（630）中升温气化形成水蒸气，所述水蒸气能够进入所述上级重整器（610）；所述下级重整器（510）设置于所述上级电堆（100）的阳极出口和所述下级电堆（200）的阳极入口之间，并连通于下级燃气源（20），所述下级重整器（510）被配置为将上级电堆（100）的阳极排气和来自所述下级燃气源（20）的燃气重整形成下级阳极反应气；所述上级电堆（100）的阳极排气中的水蒸气能够被所述冷凝器（520）冷凝形成液态水，所述上级电堆（100）的阳极排气中的燃气组分能够进入所述下级重整器（510）参与重整反应；所述燃料电池系统采用燃料电池系统控制方法进行控制，所述燃料电池系统控制方法包括：S100、判断所述气水分离装置（530）中是否存在液态水，若存在液态水，进行步骤S200；否则，判断所述燃料电池系统进入稳定运行阶段；S200、预热所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200）至目标温度后，将所述气水分离装置（530）中的液态水导入所述蒸发器（630），所述燃料电池系统进入吹扫阶段；S300、吹扫完成后，所述上级电堆（100）开始通入所述上级燃气源（10）中的燃气；S400、所述上级电堆（100）进入发电状态后，所述下级电堆（200）开始通入所述下级燃气源（20）中的燃气；S500、利用所述引射器（400）循环所述下级电堆（200）的至少部分阳极排气；S600、停止所述蒸发器（630），所述燃料电池系统进入稳定运行阶段。

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