氢燃料电池排水系统技术方案

本申请公开了一种氢燃料电池排水系统，具体涉及燃料电池技术领域，包括：循环排水管路，循环排水管路包括电堆、气液分离器、控制部件、至少两条排水支路和排水部件，电堆的一端和气液分离器的进气端连接，气液分离器的出液端通过控制部件和多条排水支路的一端连通，且排水支路的另一端均和排水部件的一端连接；其中，排水支路具有贮水状态和排水状态，在一条或多条排水支路处于贮水状态时，其他排水支路处于排水状态；在一条或多条排水支路处于排水状态时，其他排水支路处于贮水状态；控制部件用于交替控制气液分离器与其中一条或多条排水支路相连通，以使得排水支路交替排出气液分离器传输的水。本申请能够提高排水效率和氢气利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池排水系统


[0001]本申请涉及燃料电池
，特别涉及一种氢燃料电池排水系统。

技术介绍

[0002]当前氢燃料电池中输入的氢气中有相当一部分的氢气未参与反应便直接被尾排排出，不仅降低了氢气的利用率，增加了燃料电池的成本，而且尾排排出的高浓度氢气存在安全隐患。
[0003]相关技术中，主流的氢燃料电池一般是通过气液分离器分离出燃料电池阳极排出的多余的氢气，并通过氢气循环泵对氢气增压，将其返回到燃料电池电堆阳极中重复使用，而在此过程中应保证和气液分离器连接的储水罐内部的水积满后能够及时排出，且排水的同时避免氢气排出。在实际的应用过程中，一般是通过监测液位情况，实时开启电磁阀，借助气液分离器罐体内部的压力进行排水，因为燃料电池大多应用于载具，而载具的工况负荷多变，将导致储水罐内部压力波动大，无法精准地控制排液量，很容易在排水的同时将氢气一同排出，降低了排水效率和氢气利用率。如何提高排水效率和氢气利用率，是当下亟待讨论和解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种氢燃料电池排水系统，能够提高排水效率和氢气利用率。
[0005]根据本申请实施例的氢燃料电池排水系统，包括：循环排水管路，所述循环排水管路包括电堆、气液分离器、控制部件、至少两条排水支路和排水部件，所述电堆的一端和所述气液分离器的进气端连接，所述气液分离器的出液端通过所述控制部件和多条所述排水支路的一端连通，且所述排水支路的另一端均和所述排水部件的一端连接；其中，所述排水支路具有贮水状态和排水状态，在一条或多条排水支路处于贮水状态时，其他排水支路处于排水状态；在一条或多条排水支路处于排水状态时，其他排水支路处于贮水状态；所述控制部件用于交替控制所述气液分离器与其中一条或多条排水支路相连通，以使得所述排水支路交替排出所述气液分离器传输的水，并将水传输给所述排水部件以将水排出。
[0006]根据本申请实施例的氢燃料电池排水系统，至少具有如下有益效果：本申请的氢燃料电池排水系统设有循环排水管路，在燃料电池的运行工况中，电堆发生电化学反应产生带有水气的气体，并将其传输到气液分离器，使得气液分离器对带有水气的气体进行分离，并通过控制部件交替控制气液分离器与其中一条或多条排水支路连通，使得多条排水支路轮流贮水、排水，以将水排出燃料电池系统。本申请通过设置独立于气液分离器的至少两条排水支路实现了交替贮水和排水，提高了排水效率，提高了氢气利用率。
[0007]根据本申请的一些实施例，所述控制部件包括三通阀，所述排水支路包括第一排
水支路和第二排水支路，所述三通阀的第一端和所述气液分离器的出液端连接，所述三通阀的第二端、第三端分别和所述第一排水支路的一端、所述第二排水支路的一端连接，所述第一排水支路、所述第二排水支路的另一端均和所述排水部件的一端连接；其中，所述第一排水支路包括依次连接的第一储水罐和第一电磁阀，所述第一储水罐的一端和所述第二端连接，所述第一电磁阀的一端和所述排水部件的一端连接；所述第二排水支路包括依次连接的第二储水罐和第二电磁阀，所述第二储水罐的一端和所述第三端连接，所述二电磁阀的一端和所述排水部件的一端连接；其中，所述第一储水罐和所述第二储水罐均用于存储所述气液分离器传输的水，所述第一电磁阀用于导通以排出所述第一储水罐的水，所述第二电磁阀用于导通以排出所述第二储水罐的水。
[0008]根据本申请的一些实施例，所述第一储水罐内部还设有第一液位传感器，所述第二储水罐内部还设有第二液位传感器；其中，所述第一液位传感器用于监测所述第一储水罐内部的水位并输出第一满液信号给外部的控制器，使得所述控制器响应所述第一满液信号控制所述第一电磁阀导通，并控制所述第二端截止、所述第三端导通；所述第二液位传感器用于监测所述第二储水罐内部的水位并输出第二满液信号给所述控制器，使得所述控制器响应所述第二满液信号控制所述第二电磁阀导通，并控制所述第三端截止、所述第二端导通。
[0009]根据本申请的一些实施例，还包括氢循环泵，所述氢循环泵的一端和所述气液分离器的出气端连接，所述氢循环泵的另一端和所述电堆的另一端连接，其中，所述气液分离器用于分离所述电堆输出的电化学反应剩余的氢气，并将分离出的氢气输出给氢循环泵，使得氢循环泵输出氢气给电堆。
[0010]根据本申请的一些实施例，所述气液分离器包括上罐体、下罐体和隔离层，所述进气端设于所述上罐体顶部，所述出气端设于所述上罐体侧壁，所述出液端设于所述下罐体底部，所述隔离层设于所述下罐体和所述下罐体之间，所述隔离层还设有多个漏水孔，用于使得所述上罐体的水到达所述下罐体，并通过所述出液端排出。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述气液分离器的出气端还与所述排水部件的一端连接，用于排出所述气液分离器中的杂质。
[0012]根据本申请的一些实施例，还包括排气阀，所述排气阀的一端和所述电堆的一端连接，所述排气阀的另一端与所述排水部件的一端连接，所述排气阀用于在所述三通阀故障时排出所述电堆的气体。
[0013]根据本申请的一些实施例，还包括背压阀，所述背压阀的一端和所述电堆的一端连接，所述背压阀的另一端和所述排水部件的一端连接，用于保持所述氢燃料电池排水系统的气压。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述电堆的一端设有第一压力传感器，所述电堆的另一端设有第二压力传感器，其中，所述第一压力传感器用于监测所述电堆输出的气体和液体的压力，所述第二压力传感器用于监测进入所述电堆的气体的压力。
[0015]根据本申请的一些实施例，所述排水部件为文氏管。
[0016]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0017]本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本申请实施例的氢燃料电池排水系统的结构示意图；图2为根据本申请实施例的气液分离器的结构示意图。
[0018]附图标记：电堆100；第一压力传感器110；第二压力传感器120；气液分离器200；上罐体210；进气端211；出气端212；下罐体220；出液端221；隔离层230；三通阀300；第一端310；第二端320；第三端330；第一排水支路400；第一储水罐410；第一电磁阀420；第一液位传感器430；第二排水支路500；第二储水罐510；第二电磁阀520；第二液位传感器530；排水部件600；氢循环泵700；排气阀800；背压阀900。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0020]在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池排水系统，其特征在于，包括：循环排水管路，所述循环排水管路包括电堆、气液分离器、控制部件、至少两条排水支路和排水部件，所述电堆的一端和所述气液分离器的进气端连接，所述气液分离器的出液端通过所述控制部件和多条所述排水支路的一端连通，且所述排水支路的另一端均和所述排水部件的一端连接；其中，所述排水支路具有贮水状态和排水状态，在一条或多条排水支路处于贮水状态时，其他排水支路处于排水状态；在一条或多条排水支路处于排水状态时，其他排水支路处于贮水状态；所述控制部件用于交替控制所述气液分离器与其中一条或多条排水支路相连通，以使得所述排水支路交替排出所述气液分离器传输的水，并将水传输给所述排水部件以将水排出。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池排水系统，其特征在于，所述控制部件包括三通阀，所述排水支路包括第一排水支路和第二排水支路，所述三通阀的第一端和所述气液分离器的出液端连接，所述三通阀的第二端、第三端分别和所述第一排水支路的一端、所述第二排水支路的一端连接，所述第一排水支路、所述第二排水支路的另一端均和所述排水部件的一端连接；其中，所述第一排水支路包括依次连接的第一储水罐和第一电磁阀，所述第一储水罐的一端和所述第二端连接，所述第一电磁阀的一端和所述排水部件的一端连接；所述第二排水支路包括依次连接的第二储水罐和第二电磁阀，所述第二储水罐的一端和所述第三端连接，所述二电磁阀的一端和所述排水部件的一端连接；其中，所述第一储水罐和所述第二储水罐均用于存储所述气液分离器传输的水，所述第一电磁阀用于导通以排出所述第一储水罐的水，所述第二电磁阀用于导通以排出所述第二储水罐的水。3.根据权利要求2所述的氢燃料电池排水系统，其特征在于，所述第一储水罐内部还设有第一液位传感器，所述第二储水罐内部还设有第二液位传感器；其中，所述第一液位传感器用于监测所述第一储水罐内部的水位并输出第一满液信号给外部的控制器，使得所述控制器响应所述第一满液信号控制所述第一电磁阀导通，并控制所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈威慧，曹桂军，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：