[发明专利]一种燃料电池排水系统及其控制方法及燃料电池系统

说明书

本发明提供了一种燃料电池排水系统及其控制方法及燃料电池系统。该燃料电池排水系统包括电堆、分水结构、储水腔、上液位传感器、下液位传感器和控制器，电堆上设置有阳极出口一，阳极出口一外连接有出口管路，分水结构连接在出口管路上，储水腔设置在分水结构的下方并与储水腔通过管道连通；上液位传感器设置于储水腔的上部区域，下液位传感器设置于储水腔的下部区域，上液位传感器和下液位传感器均与控制器通信连接。本发明采用双液位传感器控制排水的方案，能够及时排出储水腔内的大量的液态水，并保证排水阶段不排气；能够根据排水阀启闭间隔预估系统产水速率。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池电压控制系统及其控制方法及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统氢气路多采用氢回流的方式，通过利用循环泵或引射器将燃料电池出堆混合物（含氢气、水蒸气、氮气及液态水和其他）中未消耗的氢气重新供给电堆使用，提高氢气利用率。由于液态水与气体的密度差异巨大，入堆后有可能阻塞燃料电池反应通道造成电堆无法正常工作，因此通常在氢气出堆口布置气液分离装置，用于分离出堆气液混合物中的液态水并排出，避免液态水循环进入电堆。分离装置中设置有储水腔、液位传感器、排水口等，排水口与排水阀连通。通过液位传感器监测高液位状态，制定不同排水阀开启时间、周期等排水方案。

一个超声波液位传感器只对高液位监测的排水方案，面临较多问题，如：系统不同工况下产水速率不同，排水阀开启时间均需要进行标定；且标定过程中，排水阀开启状态下，排水与排气的临界开启时间难以确获得；系统倾斜晃动状态，液位变化大，导致液位传感器无法准确监测到液位，无法获得准确系统产水量、排水量等信息。

因此，亟需提供一种燃料电池电压控制系统及其控制方法及燃料电池系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池电压控制系统及其控制方法及燃料电池系统，能够及时排出储水腔内的大量的液态水，并保证排水阶段不排气，能够根据排水阀启闭间隔预估系统产水速率。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本发明提供了一种燃料电池排水系统，包括电堆、分水结构、储水腔、上液位传感器、下液位传感器和控制器，所述电堆上设置有阳极出口一，所述阳极出口一外连接有出口管路，所述分水结构连接在所述出口管路上，所述储水腔设置在所述分水结构的下方并与所述储水腔通过管道连通；所述上液位传感器设置于所述储水腔的上部区域，所述下液位传感器设置于所述储水腔的下部区域，所述上液位传感器和所述下液位传感器均与所述控制器通信连接。

可选地，所述燃料电池排水系统还包括混合口和氢回流驱动装置，所述电堆上还设置有阳极进口一，所述阳极进口一的外部连接有进口管路，所述混合口设置在所述进口管路上；所述氢回流驱动装置与所述混合口之间连接有氢回流管路，所述氢回流驱动装置设置在所述氢回流管路上，所述氢回流驱动装置与所述控制器通信连接。

可选地，所述燃料电池排水系统还包括储氢装置和氢喷，所述进口管路设置于所述储氢装置和所述阳极进口一之间，所述氢喷设置于所述储氢装置和所述混合口之间的所述进口管路上；所述氢喷与所述控制器通信连接。

可选地，所述燃料电池排水系统还包括减压阀和安全阀，所述减压阀和安全阀依次连接在自所述储氢装置至所述阳极进口一的所述进口管路上。

可选地，所述储水腔底部设置有出水口，所述出水口向外连接有排水管路。

可选地，所述燃料电池排水系统包括以下至少一种方式：

方式一：所述燃料电池排水系统还包括排气阀，所述排气阀连接在所述出口管路的位于所述分水结构远离所述电堆的位置处；

方式二：所述燃料电池排水系统还包括排水阀，所述排水阀设置在所述排水管路上，所述排水阀与所述控制器通信连接。

可选地，所述储水腔的底部呈锥形，且所述储水腔自顶部至底部内径递减。