[发明专利]燃料电池系统及其气液分离装置、控制方法和控制装置

说明书

本发明实施例提供了燃料电池系统及其气液分离装置、控制方法和控制装置，由于气液分离装置的罐体内包括储液腔体和监测腔体，且储液腔体与监测腔体之间设置有通气孔和通液孔，使得储液腔体中的液位与监测腔体中的液位变化较为缓慢。由于第一液位传感器和第二液位传感器设置于监测腔体的不同液位位置，当罐体受到颠簸、加速、减速或坡度变化等因素影响时，监测腔体以及储液腔体中的液面不会产生较大的波动，因而，降低了第一液位传感器和第二液位传感器产生错误液位信号的情况，提高了第一液位传感器和第二液位传感器检测液位的准确性，进而，通过控制器能够更加准确地对罐体的排液或排气过程进行控制。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及燃料电池系统及其气液分离装置、控制方法和控制装置。

背景技术

燃料电池在运行过程中，由于质子交换膜具有优异的水传导特性，阴极产生的水一部分通过质子交换膜渗透等水迁移至阳极，渗透至阳极的水一部分给阳极反应气增湿，能够提高电化学反应的速率，但是过量的水会导致膜电极被水淹，增加电堆内部传质阻力，影响反应气的传输率，降低电堆输出性能与使用寿命。

因此，需要将燃料电池中多余的水分进行去除，以保证再次反应时氢气的含水量适合，避免水淹产生。

目前，现有技术是通过在一定周期内开启排水阀持续一定时长，来对燃料电池产生的液体进行排放，但是在实际运行中，随着实际环境温度、压力等因素变化，使得难以精确地控制排水阀的开闭。并且，在车辆的行驶过程中，由于存在道路坡度发生变化以及颠簸的情况，导致传感器检测水位数据不准确，进一步导致排水阀的控制精确度下降。

另外，在现有技术中一般排水过程中会伴随有排氢的情况，导致氢气利用率下降，也导致了安全隐患。

发明内容

本发明实施例通过提供燃料电池系统及其气液分离装置、控制方法和控制装置，解决了相关技术在控制气液分离装置进行液体或气体排放时，准确度较低的技术问题。

第一方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种气液分离装置，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括控制器，所述气液分离装置，包括：罐体，所述罐体内包括储液腔体和监测腔体，所述储液腔体与所述监测腔体之间设置有通气孔和通液孔；第一液位传感器和第二液位传感器，设置于所述监测腔体的不同液位位置；所述第一液位传感器和所述第二液位传感器均与所述控制器电性连接；所述控制器用于根据所述第一液位传感器和所述第二液位传感器的液位信号，对所述罐体的排液或排气过程进行控制。

优选地，所述气液分离装置，还包括：浮动挡板，设置于所述监测腔体内，处于所述第一液位传感器与所述第二液位传感器之间；所述浮动挡板，包括：依次层叠设置的上浮动板、中空板和下浮动板；沿所述上浮动板的厚度方向设置有第一通孔，沿所述下浮动板的厚度方向设置有第二通孔；其中，所述第一通孔和所述第二通孔均与所述中空板的中空区域相对，且所述第一通孔与所述第二通孔相互错位设置。

优选地，所述罐体，还设置有：排放阀，与所述控制器电性连接；所述控制器，具体用于：根据所述第一液位传感器和所述第二液位传感器的液位信号，控制所述排放阀的开闭状态。

优选地，所述排放阀，设置于所述罐体的罐底；所述第一液位传感器，设置于所述监测腔体侧壁的第一液位位置；所述第一液位位置，根据第一预设角度常数以及所述排放阀与所述监测腔体侧壁之间的距离确定。

优选地，所述罐体，还设置有：收集口，开设于所述罐体的顶部；所述第二液位传感器，设置于所述监测腔体侧壁的第二液位位置；所述第二液位位置，根据第二预设角度常数以及所述收集口与所述监测腔体侧壁之间的距离确定。