本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池氢气循环系统及排水排气方法，包括：电堆、气水分离器和排放模块；排放模块，根据所述电堆的阳极压力选择性地与所述电堆的阴极出口或外界环境连通，实现对气水分离器中气体和液体的排放。本发明专利技术通过排放模块选择性地与所述电堆的阴极出口或外界环境连通，从而能够改变气水分离器的排放压差，从而使得气水分离器在高压情况下也能顺利的进行排水排气，不会出现排水排气受阻的问题，不会影响燃料电池的正常发电，且在排水过程中排放模块也不会出现空化效应，能够大大延长排放模块的使用寿命。能够大大延长排放模块的使用寿命。能够大大延长排放模块的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池氢气循环系统及排水排气方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种燃料电池氢气循环系统及排水排气方法。
技术介绍
[0002]燃料电池系统运行过程中，电堆阴极侧的空气与阳极侧的氢气发生电化学反应，阴极氮气会透过质子交换膜渗透到阳极，在氢气循环系统中逐渐积累，因此需要定时排出积氮；另外阳极的液态水在气水分离器中留存，也需要定时排出积水。因此通过排水排气阀的周期性开启与关闭，利用氢气循环系统与外界压差，将氢气循环系统中的积水积氮排至外部环境。
[0003]当氢气循环系统压力较低时（即电堆的阳极压力较低时），积水积氮能够通过排水排气阀顺利排出，但当氢气循环系统压力较高（即电堆的阳极压力较高时），排水时传统的排水排气阀内可能会产生空化效应，这不仅使排水受阻，也会导致系统不能正常发电，同时也会导致排水排气阀受到侵蚀，使其寿命缩短，从而影响燃料电池系统的稳定性与寿命。
技术实现思路
[0004]本专利技术的旨在解决上述问题而提供一种燃料电池氢气循环系统及排水排气方法，解决现有燃料电池氢气循环系统在高压时不能顺利排水，排水模块易出现空化效应，使得高压下排水受阻，导致排水模块的使用寿命缩短的问题。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种燃料电池氢气循环系统，包括：电堆、气水分离器和排放模块；电堆，所述电堆的阴极进口与供氧模块连通，电堆的阴极出口通过背压阀与外界环境连通，所述电堆的阳极进口与供氢模块连通；气水分离器，所述气水分离器的进口与电堆的阳极出口连通，所述气水分离器包括第一出口和第二出口，所述第一出口与供氢模块连通，所述第二出口与排放模块连通；排放模块，根据所述电堆的阳极压力选择性地与所述电堆的阴极出口或外界环境连通，实现气水分离器中气体和液体的排放。
[0006]优选的，所述排放模块包括第一排放阀和第二排放阀；所述第一排放阀和第二排放阀的进口均与所述气水分离器的第二出口连通；所述第一排放阀的出口与所述电堆的阴极出口连通，所述第二排放阀的出口与外界环境连通。
[0007]优选的，所述排放模块包括调整三通阀；所述调整三通阀包括A端口、B端口和C端口，所述A端口与所述第二出口连通，所述B端口与外界环境连通，所述C端口与所述电堆的阴极出口连通。
[0008]优选的，所述供氧模块包括空压机和空气压力传感器；所述空压机与所述电堆的阴极入口连通，所述空气压力传感器设置于所述空压机
和电堆的阴极入口之间，所述空气压力传感器用于检测电堆的阴极压力。
[0009]优选的，所述供氢模块包括依次连通的引射器、比例阀、供氢单元和氢气压力传感器；所述引射器还分别与所述电堆的阳极入口和第一出口连通，所述氢气压力传感器设置于所述引射器和电堆的阳极入口之间，所述氢气压力传感器用于检测电堆的阳极压力。
[0010]一种排水排气方法，包括上述的燃料电池氢气循环系统，包括如下步骤：S1: 燃料电池氢气循环系统内设置有控制器，控制器发出排水排气指令，氢气压力传感器接收排水排气指令后检测电堆的阳极压力；S2: 氢气压力传感器将所检测的电堆的阳极压力的数据信号发送至所述控制器，控制器根据所接收的数据信号发送选择指令至排放模块；S3：排放模块根据所接收的选择指令选择排放模式对气水分离器中的气体和液体进行排放。
[0011]优选的，所述步骤S2中控制器根据所接收的数据信号发送选择指令至排放模块前还包括如下判断步骤：S21:设置压力阈值；S22:将所检测到的电堆10的阳极压力与压力阈值比较；S23:根据步骤S22的比较情况发送选择指令至排放模块，以便排放模块选择排放模式。
[0012]优选的，所述排放模式包括第一排水排气模式和第二排水排气模式；当所检测到电堆的阳极压力小于压力阈值时，所述排放模式根据选择指令选择所述第一排水排气模式对气水分离器中的气体和液体进行排放；当所检测到电堆的阳极压力大于压力阈值时，所述排放模式根据选择指令选择所述第二排水排气模式对气水分离器中的气体和液体进行排放。
[0013]优选的，所述排放模块为第一排放阀和第二排放阀且阳极压力小于压力阈值时，所述第一排水排气模式包括如下排放步骤：关闭第二排放阀，打开第一排放阀，连通气水分离器和外界环境，气水分离器中的气体和液体均通过第一排放阀排放至外界环境；所述排放模块为调整三通阀且阳极压力小于压力阈值时，所述第一排水排气模式包括如下排放步骤：关闭C端口、打开A端口和B端口，连通气水分离器和外界环境，气水分离器中的气体和液体均通过A端口和B端口排放至外界环境。
[0014]优选的，所述排放模块为第一排放阀和第二排放阀且阳极压力大于压力阈值时，所述第二排水排气模式包括如下排放步骤：关闭第一排放阀，打开第二排放阀，连通气水分离器和电堆的阴极出口，气水分离器内的液体通过第二排放阀排放至外界环境；当气水分离器内的液体排放完成后，关闭第二排放阀，打开第一排放阀，连通气水分离器和外界环境，气水分离器内气体通过第一排放阀排放至外界环境；所述排放模块为调整三通阀且阳极压力小于压力阈值时，所述第二排水排气模式
包括如下排放步骤：关闭B端口，打开A端口和C端口，连通气水分离器和电堆的阴极出口，气水分离器内的液体通过A端口和C端口排放至外界环境；当气水分离器内的液体排放完成后，关闭C端口，打开端口A端口和B端口，连通气水分离器和外界环境，气水分离器内的气体通过A端口和B端口排放至外界环境。
[0015]本专利技术的贡献在于：本专利技术通过排放模块选择性地与所述电堆的阴极出口或外界环境连通，从而能够改变气水分离器的排放压差，从而使得气水分离器在高压情况下也能顺利的进行排水排气，不会出现排水排气受阻的问题，不会影响燃料电池的正常发电，且在排水过程中排放模块也不会出现空化效应，能够大大延长排放模块的使用寿命。
附图说明
[0016]图1是本专利技术其中一实施例的氢气循环系统的结构示意图；图2是本专利技术另一实施例的氢气循环系统的结构示意图；图3是本专利技术氢气循环系统排水排气方法的流程示意图；图4是本专利技术其中一实施例的排放模块与比例阀开度之间的关系示意图；其中：电堆10、气水分离器20、排放模块30、第一排放阀31、第二排放阀32、调整三通阀33、供氧模块40、空压机41、空气压力传感器42、背压阀50、供氢模块60、引射器61、比例阀62、供氢单元63、氢气压力传感器64。
具体实施方式
[0017]下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不构成任何限制。
实施例1
[0018]燃料电池氢气循环系统，包括：电堆10、气水分离器20和排放模块30；电堆10，所述电堆10的阴极进口与供氧模块40连通，电堆10的阴极出口通过背压阀50与外界环境连通，所述电堆10的阳极进口与供氢模块60连通；气水分离器20，所述气水分离器20的进口与电堆10的阳极出口连通，所述气水分离器20包括第一出口和第二出口，所述第一出口与供氢模块60连通，所述第二出口与排放模块30连通；排放模块30，根据所述电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于，包括：电堆、气水分离器和排放模块；电堆，所述电堆的阴极进口与供氧模块连通，电堆的阴极出口通过背压阀与外界环境连通，所述电堆的阳极进口与供氢模块连通；气水分离器，所述气水分离器的进口与电堆的阳极出口连通，所述气水分离器包括第一出口和第二出口，所述第一出口与供氢模块连通，所述第二出口与排放模块连通；排放模块，根据所述电堆的阳极压力选择性地与所述电堆的阴极出口或外界环境连通，实现气水分离器中液体和气体的排放。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于：所述排放模块包括第一排放阀和第二排放阀；所述第一排放阀和第二排放阀的进口均与所述气水分离器的第二出口连通；所述第一排放阀的出口与所述电堆的阴极出口连通，所述第二排放阀的出口与外界环境连通。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于：所述排放模块包括调整三通阀；所述调整三通阀包括A端口、B端口和C端口，所述A端口与所述第二出口连通，所述B端口与外界环境连通，所述C端口与所述电堆的阴极出口连通。4.根据权利要求2或3所述的一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于：所述供氧模块包括空压机和空气压力传感器；所述空压机与所述电堆的阴极入口连通，所述空气压力传感器设置于所述空压机和电堆的阴极入口之间，所述空气压力传感器用于检测电堆的阴极压力。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于：所述供氢模块包括依次连通的引射器、比例阀、供氢单元和氢气压力传感器；所述引射器还分别与所述电堆的阳极入口和第一出口连通，所述氢气压力传感器设置于所述引射器和电堆的阳极入口之间，所述氢气压力传感器用于检测电堆的阳极压力。6.一种排水排气方法，应用于如权利要求1
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5任一项所述的燃料电池氢气循环系统，其特征在于，包括如下步骤：S1: 燃料电池氢气循环系统内设置有控制器，控制器发出排水排气指令，氢气压力传感器接收排水排气指令后检测电堆的阳极压力；S2: 氢气压力传感器将所检测的电堆的阳极压力的数据信号发送至所述控制器，控制器根据所接收的数据信号发送选择指令至排放模块；S3：排放模块根据所接收的选择指令选择排放模式对气水分离器中的气体和液体进行排放。...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭昂，陈增，钱伟，
申请(专利权)人：佛山市清极能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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