一种燃料电池排水阀控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池排水阀控制装置。


背景技术：

2.质子交换膜燃料电池(以下简称“燃料电池”)发动机因其具有接近室温的工作温度、启动速度快、比能量高、碳排放为0等特点，正广泛的应用于乘用车和卡车等大型车辆。
3.氢氧燃料电池是目前应用最为广泛的一种燃料电池。其中氢作为燃料，氧(空气)作为氧化剂分别供给膜电极组件的阳极和阴极。供给阳极的氢在电解质膜两侧形成的电极层催化剂作用下分解为氢离子(质子，h+)和电子(电子，e-),如若电解质溶液是碱盐溶液，则氢氧燃料电池外电路上的负极反应式为：2h2+4oh—4e-＝4h2o；如若电解质是酸溶液则反应式为：2h2-4e-＝4h+，此时只有氢离子通过电解质膜。由于氢离子的运动，电子通过外部导体流动，并产生电流。另一方面，供给阴极的氧气与氢离子反应生成水。反应产生的水会干扰氧气和氢气的流动，因此燃料电池系统的排水阀控制装置及时将水排出阳极反应堆中是至关重要的。
4.在燃料电池系统中，储能物质为氢气。在使用气水分离器、液位传感器、排气阀、排水阀的系统架构中，如不将水排出燃料电池，会严重影响燃料电池的性能及寿命，所以，如何判断排水阀正常工作，是否将水排出燃料电池就成为提升燃料电池性能和鲁棒性的关键。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种燃料电池排水阀控制装置的同时，具有维持燃料电池功能并提高系统鲁棒性的优点。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种燃料电池排水阀控制装置，包括：
8.电堆；
9.入堆氢气流量控制器，其设于电堆氢气入口；
10.气水分离器，其设于电堆的阳极的下游，能够接收并储存阳极反应堆产生的水；
11.检测模块，能够检测燃料电池气水分离器工作状态，并输出检测结果；
12.气水分离器排水阀，与气水分离器相连，能够将气水分离器中储存的水排出；
13.气水分离器排气阀，与气水分离器相连，能够将气水分离器中储存的气体排出；
14.燃料电池控制器，与入堆氢气流量控制器、检测模块和排水阀有线通讯；
15.数据平台，与燃料电池控制器无线通讯连接。
16.进一步地，检测模块是液位传感器，其能够检测燃料电池气水分离器内液位。
17.进一步地，检测模块还包括在气水分离器设有的压力传感器，压力传感器与燃料电池控制器连接。
18.进一步地，气水分离器排水阀包括进气接头、过滤器和收集器，收集器连接口设有
密封圈。
19.更进一步地，气水分离器排水阀还包括开关模块，与燃料电池控制器有线通讯，控制气水分离器排水阀启闭状态。
20.本实用新型的有益效果在于：本申请的一种燃料电池排水阀控制装置，因为能有效控制排水阀的启闭，提高了燃料电池的工作效率，并防止了燃料如氢气等通过排水阀不当泄漏，从而防止了这种泄漏引起的安全问题,提高燃料电池系统鲁棒性。
附图说明
21.图1为本实用新型的一种燃料电池排水阀控制装置示意图；
22.标号说明：1、电堆；2、入堆氢气流量控制器；3、气水分离器；4、数据平台；5、气水分离器排水阀；6、气水分离器排气阀；7、燃料电池控制器。
具体实施方式
23.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
24.请参照图1，一种燃料电池排水阀控制装置，包括：
25.电堆1；
26.入堆氢气流量控制器2，其设于电堆1氢气入口；
27.气水分离器3，其设于电堆1的阳极的下游，能够接收并储存阳极反应堆产生的水；
28.检测模块，能够检测燃料电池气水分离器3工作状态，并输出检测结果；
29.气水分离器排水阀5，与气水分离器3相连，能够将气水分离器3中储存的水排出；
30.气水分离器排气阀6，与气水分离器3相连，能够将气水分离器3中储存的气体排出；
31.燃料电池控制器7，与入堆氢气流量控制器2、检测模块和排水阀有线通讯；
32.数据平台4，与燃料电池控制器7无线通讯连接。
33.检测模块是液位传感器，其能够检测燃料电池气水分离器3内液位。
34.检测模块还包括在气水分离器3设有的压力传感器，压力传感器与燃料电池控制器7连接。
35.气水分离器排水阀5包括进气接头、过滤器和收集器，收集器连接口设有密封圈；气水分离器排水阀5还包括开关模块，与燃料电池控制器7有线通讯，控制气水分离器排水阀5启闭状态。
36.本申请的一种燃料电池排水阀控制装置的系统状态主要分别为待机、开机氢气置换、运行、关机吹扫及关机五种状态，
37.在系统状态处于待机时，燃料电池控制器不做出判断；
38.在系统状态处于开机氢气置换时，按照标定间隔开启排水阀，同时判断排水阀开启前后氢喷占空比燃料电池控制器向数据平台发送报警提示；
39.在系统状态为运行时，系统时刻判断液位传感器是否正常、系统时刻判断液位传感器是否触发并在开启排水阀后进行判断氢喷占空比差值，燃料电池控制器根据设定向数据平台发送相应报警提示。
40.在系统状态为关机吹扫时，延时设定时间判断排水阀开启前后氢喷占空比差值α，设定下系统状态变为关机状态，同时燃料电池控制器向数据平台发送报警提示。
41.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种燃料电池排水阀控制装置，其特征在于，包括：电堆；入堆氢气流量控制器，其设于电堆氢气入口；气水分离器，其设于所述电堆的阳极的下游，能够接收并储存阳极反应堆产生的水；检测模块，能够检测燃料电池气水分离器工作状态，并输出检测结果；气水分离器排水阀，与所述气水分离器相连，能够将所述气水分离器中储存的水排出；气水分离器排气阀，与所述气水分离器相连，能够将所述气水分离器中储存的气体排出；燃料电池控制器，与所述入堆氢气流量控制器、所述检测模块和所述排水阀有线通讯；数据平台，与所述燃料电池控制器无线通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池排水阀控制装置，其特征在于，所述检测模块是液位传感器，其能够检测所述燃料电池气水分离器内液位。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池排水阀控制装置，其特征在于，所述检测模块还包括在气水分离器设有的压力传感器，所述压力传感器与所述燃料电池控制器连接。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池排水阀控制装置，其特征在于，所述气水分离器排水阀包括进气接头、过滤器和收集器，所述收集器连接口设有密封圈。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池排水阀控制装置，其特征在于，所述气水分离器排水阀还包括开关模块，与所述燃料电池控制器有线通讯，控制所述气水分离器排水阀启闭状态。

技术总结
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池排水阀控制装置，包括：电堆、设于电堆氢气入口的入堆氢气流量控制器、设于电堆的阳极下游能够接收并储存阳极反应堆产生的水气水分离器、能够检测燃料电池气水分离器工作状态的检测模块、与气水分离器相连并能够将气水分离器中储存水气分别排出的气水分离器排水阀和气水分离器排气阀、以及与入堆氢气流量控制器、和排水阀有线通讯的燃料电池控制器和与燃料电池控制器无线通讯连接的数据平台。本申请的本实用新型能有效控制排水阀的启闭，提高了燃料电池的工作效率，并防止了燃料如氢气等通过排水阀不当泄漏，从而防止了这种泄漏引起的安全问题,提高燃料电池系统鲁棒性。性。性。


技术研发人员：魏来 戴丽君 刘然
受保护的技术使用者：亿华通动力科技有限公司
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2023/2/2