【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池，特别涉及一种燃料电池尾气回收系统、燃料电池系统及控制方法。
技术介绍
1、在燃料电池系统中，通常会设置对电堆排放的阳极尾气和阴极尾气进行氧化处理的模块，从而避免尾气中残留的燃料排放到环境中造成污染或发生燃烧和爆炸。阳极尾气和阴极尾气在经过氧化后会生成高温的燃料氧化尾气，为提升燃料电池的热能利用效率，通常会对燃料氧化尾气进行热量回收，比如将燃料氧化尾气通入水蒸发器中并与水蒸发器的液态水进行热交换，使得液态水形成高温水蒸气，高温水蒸气与燃料进行混合后可重新回到电堆的阳极参与反应。
2、当燃料电池系统为满足用电需求而快速提高输出电能时，大量的液态水会与高温燃料氧化尾气进行热交换，此时由于燃料氧化尾气的流量相对不变，大量液态水在短时间内急速的换热反应会导致水蒸发器承受急剧的温度变化，由此引发温变速率甚至会超过水蒸发器材料可承受的范围，长期以往容易引起水蒸发器的寿命和稳定性下降，从而影响燃料电池系统的正常运行。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题中的至少之一，本申请提供一种燃料电池尾气回收系统、燃料电池系统及控制方法，通过向连接水蒸发器第一换热侧出口的排气管道通入压缩气体，可以有效防止水蒸发器温度骤变，所采用的技术方案如下。
2、本申请在第一方面提供一种燃料电池尾气回收系统，包括分流件、水蒸发器、排气管道和调节组件。其中，分流件用于接收尾气，并将尾气至少分为第一支流和第二支流；水蒸发器包括第一换热侧和第二换热侧，第一支流连通于第一换热侧的入口，第
3、本申请的某些实施例中，向排气管道通入压缩气体的进气角度可调节。
4、本申请的某些实施例中，排气管道设置有预置压损部，预置压损部可用于向第一换热侧提供预置压损。
5、本申请的某些实施例中，燃料电池尾气回收系统还包括第二换热器，第二支流连通至第二换热器的其中一个换热侧。
6、本申请在第二方面提供一种燃料电池系统，包括电堆、燃料氧化器以及本申请在第一方面所提供的燃料电池尾气回收系统；其中，电堆的阳极出口以及阴极出口均连通至燃料氧化器的入口，燃料氧化器的出口与分流件连接，第二换热器为空气换热器，空气换热器的另一个换热侧与电堆的阴极入口连接。
7、本申请的某些实施例中，燃料电池系统还包括燃料换热器，自水蒸发器的第二换热侧出口流出的水蒸气用于与燃料混合并通入至燃料换热器的第三换热侧，燃料换热器的第四换热侧的入口连通至电堆的阳极出口，电堆中的阳极尾气用于对第三换热侧加热，第三换热侧的出口连通至电堆的阳极入口，第四换热侧的出口连通至燃料氧化器的入口。
8、本申请在第三方面提供一种燃料电池尾气回收系统的控制方法，采用了本申请第一方面所提供的燃料电池尾气回收系统，并包括：向水蒸发器的第一换热侧通入第一支流气体，第一支流气体从所述第一换热侧的出口进入至排气管道；利用调节组件向排气管道供应压缩气体；调节压缩气体的通入量，以改变第一支流的气体流量；其中，当燃料电池系统的电能输出提高时，减少压缩气体输入流量；当燃料电池系统的电能输出降低时，增加压缩气体输入流量。
9、本申请的某些实施例中，利用调节组件向排气管道供应压缩气体包括：调节组件调节压缩气体在排气管道中的进气角度。
10、本申请的某些实施例中，调节压缩气体的通入量，以改变第一支流的气体流量包括：调整压缩气体通入流量，以使在燃料电池系统处于满载发电状态时以及在燃料电池系统处于保温状态时，水蒸发器的第一换热侧的出口处的流体温度均维持在预设温度范围内；或者调整压缩气体通入流量，以使水蒸发器的第一换热侧的出口处的流体温变速率不超过预设值。
11、本申请的某些实施例中，调节压缩气体的通入量，以改变第一支流的气体流量包括：当燃料电池系统的电能输出提高，且第一换热侧的出口处的流体温变速率超过预设值时，若第一换热侧的出口处的流体温度上升，减缓压缩气体流量变化速率；若第一换热侧的出口处的流体温度下降，加快压缩气体流量变化速率；当燃料电池系统的电能输出降低，且第一换热侧的出口处的流体温变速率超过预设值时，若第一换热侧的出口处的流体温度上升，加快压缩气体流量变化速率；若第一换热侧的出口处的流体温度下降，减缓压缩气体流量变化速率。
12、本申请的实施例至少具有以下有益效果：通过向连接水蒸发器的第一换热侧出口的排气管道通入压缩气体并控制压缩气体流量，可以调节水蒸发器第一换热侧的流体流动阻力，从而调节水蒸发器第一换热侧的压损。由于燃料氧化尾气被分流为至少两个支流，当水蒸发器第一换热侧的压损增加或减少时，与第一换热侧连通的第一支流的压损也相应增加或减少，从而使分配至第一支流的燃料氧化尾气流量也相应降低或增加。当通入水蒸发器的液态水流量发生变化时，可以通过调节压缩气体通入流量使通入第一支流的燃料氧化尾气流量与液态水流量相匹配，在保证液态水换热需求的前提下有效抑制水蒸发器的温度骤变，维持水蒸发器处于稳定的工作状态并延长水蒸发器的使用寿命，保证燃料电池系统的长期正常运行。
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1.一种燃料电池尾气回收系统，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的燃料电池尾气回收系统，其特征在于：向所述排气管道通入压缩气体的进气角度可调节。
3.根据权利要求1所述的燃料电池尾气回收系统，其特征在于：所述排气管道设置有预置压损部，所述预置压损部可用于向第一换热侧提供预置压损。
4.根据权利要求1所述的燃料电池尾气回收系统，其特征在于：所述燃料电池尾气回收系统还包括第二换热器，所述第二支流连通至所述第二换热器的其中一个换热侧。
5.一种燃料电池系统，其特征在于：包括电堆、燃料氧化器以及权利要求4所述的燃料电池尾气回收系统；所述电堆的阳极出口以及阴极出口均连通至所述燃料氧化器的入口，所述燃料氧化器的出口与所述分流件连接，所述第二换热器为空气换热器，所述空气换热器的另一个换热侧与所述电堆的阴极入口连接。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于：所述燃料电池系统还包括燃料换热器，自所述水蒸发器的所述第二换热侧出口流出的水蒸气用于与燃料混合并通入至所述燃料换热器的第三换热侧，所述燃料换热器的第四换热侧的入口连通
7.一种燃料电池尾气回收系统的控制方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的燃料电池尾气回收系统的控制方法，其特征在于：所述利用调节组件向所述排气管道供应压缩气体，包括
9.根据权利要求7所述的燃料电池尾气回收系统的控制方法，其特征在于：所述调节压缩气体的通入量，以改变所述第一支流的气体流量，包括
10.根据权利要求7所述的燃料电池尾气回收系统的控制方法，其特征在于：所述调节压缩气体的通入量，以改变所述第一支流的气体流量，包括
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池尾气回收系统，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的燃料电池尾气回收系统，其特征在于：向所述排气管道通入压缩气体的进气角度可调节。
3.根据权利要求1所述的燃料电池尾气回收系统，其特征在于：所述排气管道设置有预置压损部，所述预置压损部可用于向第一换热侧提供预置压损。
4.根据权利要求1所述的燃料电池尾气回收系统，其特征在于：所述燃料电池尾气回收系统还包括第二换热器，所述第二支流连通至所述第二换热器的其中一个换热侧。
5.一种燃料电池系统，其特征在于：包括电堆、燃料氧化器以及权利要求4所述的燃料电池尾气回收系统；所述电堆的阳极出口以及阴极出口均连通至所述燃料氧化器的入口，所述燃料氧化器的出口与所述分流件连接，所述第二换热器为空气换热器，所述空气换热器的另一个换热侧与所述电堆的阴极入口连接。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈烁烁，张东羽，
申请(专利权)人：深圳三环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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