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燃料电池系统、控制方法、车辆和可读储存介质与流程

2021-11-22 13:47:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及燃料电池技术领域,具体而言,涉及一种燃料电池系统、一种燃料电池系统的控制方法、一种车辆和一种可读存储介质。


背景技术:

2.相关技术中,燃料电池反应水都是直接排放出去,并未对其收集再利用,使得反应水未发挥其剩余价值。


技术实现要素:

3.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.为此,本发明的第一方面提供了一种燃料电池系统。
5.本发明的第二方面还提供了一种燃料电池系统的控制方法。
6.本发明的第三方面还提供了一种车辆。
7.本发明的第四方面还提供了一种可读存储介质。
8.有鉴于此,本发明的第一方面提出了一种燃料电池系统,包括:燃料电池反应装置;冷凝器,冷凝器的入口与燃料电池反应装置的排气口相连通;气液分离器,气液分离器包括进口、出气口和出液口,气液分离器的进口与冷凝器的出口相连通;储液件,气液分离器的出液口与储液件相连通。
9.在该技术方案中,燃料电池系统包括燃料电池反应装置、冷凝器、气液分离器和储液件,其中,冷凝器的两端分别与燃料电池反应装置和气液分离器相连通。冷凝器的入口和燃料电池反应装置的排气口相连通。气液分离器和储液件相连通。气液分离器包括进口、出气口和出液口,气液分离器的进口与冷凝器的出口相连通,气液分离器的出液口和储液件相连通。
10.具体地,在燃料电池系统运行过程中,燃料电池反应装置反应放电时,会产生反应尾气,其中,反应尾气中包含未参加反应的剩余空气和水,由于燃料电池反应装置工作温度一般为60℃至80℃,因此,反应尾气还包括部分水蒸发后形成的水蒸汽。进一步地,燃料电池反应装置内的剩余空气、水蒸汽和水组成的汽水混合物通过冷凝器入口进入冷凝器,冷凝器工作降温,使得水蒸汽重新凝结成水。进一步地,冷凝后的水和剩余空气混合物通过与冷凝器出口相连通的气液分离器进口进入气液分离器进行气液分离,使得水和剩余空气能够分离开来。进一步地,分离后的水随重力向下,通过位于气液分离器底部的出液口流入储液件内进行存储以供使用,分离后的剩余空气通过气态分离器的出气口排出。
11.通过上述方式,将水蒸汽冷凝成水后,对水和剩余空气组成的汽水混合物进行分离,进而收集分离后的水以供后续使用,一方面,实现了对燃料电池反应装置产生的水的回收和循环使用,有效利用了燃料电池反应装置产生的水的剩余价值,避免了水资源的浪费,提高了燃料电池系统的整体利用率;另一方面,相较于现有技术中采用质子交换形式对反应尾气进行分离收集,本技术通过冷凝器、气液分离器与燃料电池反应装置连接,结构简
单,制造成本低,并且操作方便,有效提高了燃料电池系统的实用性和便捷性。
12.具体地,燃料电池反应装置可以为燃料电池电堆。
13.根据本发明提供的上述的燃料电池系统,还可以具有以下附加技术特征:
14.在上述技术方案中,进一步地,燃料电池系统还包括:排气件;三通阀,三通阀包括:第一接口,与冷凝器的入口相连通;第二接口,与气液分离器的出气口相连通;第三接口,与排气件相连通。
15.在该技术方案中,燃料电池系统包括排气件和三通阀。三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,其中,第一接口与冷凝器的入口相连通,第二接口与气液分离器的出气口相连通,第三接口与排气件相连通。
16.通过上述方式,燃料电池反应装置产生的反应尾气进入三通阀后,通过三个通气接口限制了反应尾气的流动路径,保证反应尾气不会互窜,提高了燃料电池系统的安全性,同时,通过一个三通阀的三个通气接口与不同组件的连接方式,减少系统配套组件、简化控制、减少功耗、提高燃料电池系统效率。
17.在上述任一技术方案中,进一步地,燃料电池系统还包括:第一阀,第一阀的两端分别与气液分离器的出液口和储液件相连接。
18.在该技术方案中,燃料电池系统包括第一阀,第一阀设置于气液分离器和储液件之间,第一阀的一端与气液分离器的出液口相接,第一阀的另一端与储液件相连接,其中,第一阀的导通方向为气液分离器的出液口向储液件。
19.通过上述方式,限制了气液分离器与储液件之间水的流通方向,避免了储液件内存储的水过多,向气液分离器回流的现象发生,以确保水收集的安全性,提高了燃料电池系统运行的可靠性。
20.在上述任一技术方案中,进一步地,燃料电池系统还包括:液位传感器,液位传感器设置于储液件内。
21.在该技术方案中,燃料电池系统包括液位传感器,液位传感器安装在储液件内。在燃料电池系统运行过程中,分离后的水流入储液件中,液位传感器可实时检测储液件内的水的储水量。
22.通过上述方式,实现了对储液件内的储液量的实时检测,以确保储液件内储水量的精准度。
23.在上述任一技术方案中,进一步地,燃料电池系统还包括:控制器,与液位传感器和三通阀电连接,用于根据液位传感器的水位高度,控制三通阀的运行状态。
24.在该技术方案中,燃料电池系统包括控制器,控制器与液位传感器和三通阀通信连接。在燃料电池系统运行过程中,燃料电池反应装置产生的反应尾气进入三通阀后,控制器根据液位传感器实时检测到的储液件内水的水位高度,确定储液件内的储水量,进而控制三通阀的三个通气接口的开启或关闭状态,改变燃料电池系统内组件的连通方式,进而控制燃料电池系统内反应尾气的流动路径。
25.通过上述方式,使得控制器根据水位高度控制三通阀三个通气接口的运行状态,改变燃料电池系统内部组件之间的连通状态,实现了对燃料电池系统的最优化管理,确保燃料电池系统内反应尾气流通的稳定性,提高了燃料电池系统运行的可靠性。
26.在上述任一技术方案中,进一步地,燃料电池系统还包括:上装用水装置,与储液
件相连接。
27.在该技术方案中,燃料电池系统设有上装用水装置,上装用水装置与储液件相连接。在燃料电池系统运行过程中,对燃料电池反应装置产生的汽水混合物进行冷凝和分离,进而将分离出的水收集于储液件后,储液件内的水能够直接导入上装用水装置以供上装用水装置使用。
28.通过上述方式,将收集后的水直接用于上装用水装置,实现了上装用水的自循环,有效利用了燃料电池水的剩余价值,减少了对上装用水装置的加水次数和加水量,提高了上装用水的便捷性,减少水资源的浪费,利于环境保护。
29.根据本发明的第二方面,提出了一种燃料电池系统的控制方法,用于燃料电池系统,燃料电池系统包括冷凝器、气液分离器、排气件、储液件和三通阀,控制方法包括:根据储液件内的水位高度,控制三通阀的运行状态。
30.在该技术方案中,燃料电池系统包括冷凝器、气液分离器、排气件、储液件和三通阀。在燃料电池系统运行过程中,对燃料电池反应装置产生的反应尾气中的汽水混合物进行冷凝和分离,将分离后水收集于储液件中。实时检测储液件内的水的水位高度,根据储液件内的水位高度,控制三通阀的运行状态,以调整水的收集速度,控制储液件内的水的储水量。
31.通过上述方式,实现了对存储水的速率的自动调整,进而实现了燃料电池系统智能化管理,操作便捷、控制成本低,提高了燃料电池系统的综合能源利用率和市场竞争力。
32.在上述任一技术方案中,进一步地,根据储液件内的水位高度,控制三通阀的运行状态之前,还包括:响应于燃料电池系统启动信号,获取储液件内的水位高度。
33.在该技术方案中,接收到燃料电池系统启动信号后,检测储液件内的水位高度,确定当前储液件内的储水量,进而确定是否需要对燃料电池反应装置产生的水进行收集。
34.通过上述方式,在燃料电池系统启动时,获取储液件内的储水量,根据储水量的多少,判断是否需要对燃料电池反应装置产生的水进行收集。避免燃料电池系统启动时,储液件内的储水量已经足够,若上装用水装置尚未开始工作时,持续向储液件内导入水,使得储液件内储水量过多导致水溢出的情况发生,保证燃料电池反应系统运行的安全性,提高燃料电池反应系统的实用性。
35.在上述任一技术方案中,进一步地,三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,第一接口与冷凝器的入口相连通,第二接口与气液分离器的出气口相连通,第三接口与排气件相连通,根据水位高度,控制三通阀的运行状态的步骤,具体包括:基于水位高度小于或等于水位高度阈值,第一接口处于关闭状态、第二接口和第三接口处于开启状态;基于水位高度大于水位高度阈值,第二接口处于关闭状态、第一接口和第三接口处于开启状态。
36.在该技术方案中,三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,其中,第一接口和冷凝器的入口相连通,第二接口和气液分离器的出气口相连通,第三接口与排气件相连通。在燃料电池系统运行过程中,实时检测储液件内的水位高度,根据水位高度调整三通阀三个通气接口的开关状态。
37.具体地,如果水位高度小于或等于水位高度阈值,说明储液件内的水较少,此时控制第一接口关闭,第二接口和第三接口开启,使得燃料电池反应装置产生的反应尾气通过冷凝器入口进入冷凝器,反应尾气中水蒸汽凝结成水后,汽水混合物进入气液分离器,使得
剩余空气和水分离,分离后的剩余空气通过与气液分离器出气口连通的第二接口流出,进而通过与第三接口连通的排气件排出,分离后的水在水重力作用下通过气液分离器的出液口流入储液件。
38.进一步地,如果水位高度大于水位高度阈值,说明储液件内的水较多,无需将反应尾气流入冷凝器和气液分离器进行冷凝分离出更多的水,此时控制第一接口和第三接口开启、第二接口关闭,使得燃料电池反应装置产生的反应尾气通过第一接口进入三通阀后,直接通过与第三接口连通的排气件排出。
39.通过上述方式,控制三通阀的三个通气接口的开关状态,进而改变燃料电池系统内反应尾气的流动路径,实现了对燃料电池系统的最优化管理,一方面,在储液件内储水量足够时,保证反应尾气能够安全地排出燃料电池系统;另一方面,在储液件内储水量不足时,实现了对反应尾气中水、气同时处理,提高了燃料电池反应尾气的利用率。
40.可以理解的是,水位高度阈值可以根据储水件的容积来设定。在储水件的容积较大时,可以适当降低水位高度阈值的数值,因为在水位高度阈值较低的情况下,大容量的储水件也能够储存足够多的水;而在储水件的容积较小时,可以适当提高水位高度阈值的数值,避免储水件中储存的水太少。通过设置水位高度阈值,控制储水件内的储水量,确保了燃料电池系统储水和用水的平衡性。
41.进一步地,水位高度阈值的范围可以设置为从储液件底部的最低处开始,沿储液件的侧壁向上的1/5处至1/4处。
42.根据本发明的第三方面,提出了一种车辆,包括第一方面提出的燃料电池系统。因此该车辆具备第一方面提出的燃料电池系统的全部有益效果,为避免重复,不再过多赘述。
43.在上述任一技术方案中,进一步地,车辆还包括:控制装置,控制装置用于执行第二方面提出的燃料电池系统的控制方法。因此该控制装置具备第二方面提出的燃料电池系统的控制方法的全部有益效果,为避免重复,不再过多赘述。
44.根据本发明的第四方面,提出了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时执行第二方面提出的燃料电池系统的控制方法。因此该可读存储介质具备第二方面提出的燃料电池系统的控制方法的全部有益效果,为避免重复,不再过多赘述。
45.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
46.本发明的上述和/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:
47.图1示出了本发明实施例的燃料电池系统的结构示意图;
48.图2示出了本发明实施例的燃料电池系统的控制方法的流程示意图。
49.其中,图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
50.100燃料电池反应装置,102冷凝器,104气液分离器,1042进口,1044出气口,1046出液口,106储液件,108三通阀,1082第一接口,1084第二接口,1086第三接口,110第一阀,112液位传感器,114上装用水装置,116动力系统,118动力电池,120用电组件。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
52.需要说明,在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“第三”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
53.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
55.下面参照图1和图2描述本发明一些实施例的燃料电池系统、燃料电池系统的控制方法、车辆和可读存储介质。
56.实施例1:
57.如图1所示,根据本发明的一个实施例,提出了一种燃料电池系统,包括:燃料电池反应装置100;冷凝器102,冷凝器102的入口与燃料电池反应装置100的排气口相连通;气液分离器104,气液分离器104包括进口1042、出气口1044和出液口1046,气液分离器104的进口1042与冷凝器102的出口相连通;储液件106,气液分离器104的出液口1046与储液件106相连通。
58.在该实施例中,燃料电池系统包括燃料电池反应装置100、冷凝器102、气液分离器104和储液件106,其中,冷凝器102的两端分别与燃料电池反应装置100和气液分离器104相连通。冷凝器102的入口和燃料电池反应装置100的排气口相连通。气液分离器104和储液件106相连通,气液分离器104包括进口1042、出气口1044和出液口1046,气液分离器的进口1042与冷凝器102的出口相连通,气液分离器的出液口1046和储液件106相连通。
59.具体地,在燃料电池系统运行过程中,燃料电池反应装置100反应放电时,会产生反应尾气,其中,反应尾气中包含未参加反应的剩余空气和水,由于燃料电池反应装置100工作温度一般为60℃至80℃,因此,反应尾气还包括部分水蒸发后形成的水蒸汽。进一步地,燃料电池反应装置100内的剩余空气、水蒸汽和水组成的汽水混合物通过冷凝器102入口进入冷凝器102,冷凝器102工作降温,使得水蒸汽重新凝结成水。进一步地,冷凝后的水和剩余空气混合物通过与冷凝器102出口相连通的气液分离器进口1042进入气液分离器104进行气液分离,使得水和剩余空气能够分离开来。进一步地,分离后的水随重力向下,通过位于气液分离器104底部的出液口1046流入储液件106内进行存储以供使用,分离后的剩余空气通过气态分离器的出气口1044排出。
60.通过上述方式,将水蒸汽冷凝成水后,对水和剩余空气组成的汽水混合物进行分离,进而收集分离后的水以供后续使用,一方面,实现了对燃料电池反应装置产生的水的回收和循环使用,有效利用了燃料电池反应装置产生的水的剩余价值,避免了水资源的浪费,提高了燃料电池系统的整体利用率;另一方面,相较于现有技术中采用质子交换形式对反应尾气进行分离收集,本技术通过冷凝器102、气液分离器104与燃料电池反应装置100连接,结构简单,制造成本低,并且操作方便,有效提高了燃料电池系统的实用性和便捷性。
61.具体地,燃料电池反应装置100可以为氢燃料电池反应装置。
62.实施例2:
63.如图1所示,根据本发明的一个实施例,在上述实施例的基础上,进一步地:燃料电池系统还包括:排气件(图中未示出);三通阀108,三通阀108包括:第一接口1082,与冷凝器102的入口相连通;第二接口1084,与气液分离器的出气口1044相连通;第三接口1086,与排气件相连通。
64.在该实施例中,燃料电池系统包括排气件和三通阀108。三通阀108包括第一接口1082、第二接口1084和第三接口1086,其中,第一接口1082与冷凝器102的入口相连通,第二接口1084与气液分离器的出气口1044相连通,第三接口1086与排气件相连通。
65.通过上述方式,燃料电池反应装置100产生的反应尾气进入三通阀108后,通过三个通气接口限制了反应尾气的流动路径,保证反应尾气不会互窜,提高了燃料电池系统的安全性,同时,通过一个三通阀108的三个通气接口与不同组件的连接方式,减少系统配套组件、简化控制、减少功耗、提高燃料电池系统效率。
66.在具体实施例中,在燃料电池系统运行过程中,可设置三通阀108的初始状态为:第一接口1082关闭,第二接口1084和第三接口1086开启,即气液分离器的出气口1044和排气件相连通,使得分离后的剩余空气能够从气液分离器的出气口1044流入排气件,进而排出燃料电池系统,实现了水、气同时排出,提高了燃料电池系统的实用性。
67.实施例3:
68.如图1所示,根据本发明的一个实施例,在上述实施例的基础上,进一步地:燃料电池系统还包括:第一阀110,第一阀110的两端分别与气液分离器的出液口1046和储液件106相连接。
69.在该实施例中,燃料电池系统包括第一阀110,第一阀110设置于气液分离器104和储液件106之间,第一阀110的一端与气液分离器的出液口1046相接,第一阀110的另一端与储液件106相连接,其中,第一阀110的导通方向为气液分离器的出液口1046向储液件106。
70.通过上述方式,限制了气液分离器104与储液件106之间水的流通方向,避免了储液件106内存储的水过多,向气液分离器104回流的现象发生,以确保水收集的安全性,提高了燃料电池系统运行的可靠性。
71.其中,第一阀110可以为单向阀。
72.实施例4:
73.如图1所示,根据本发明的一个实施例,在上述实施例的基础上,进一步地:燃料电池系统还包括:液位传感器112,液位传感器112设置于储液件106内。
74.在该实施例中,燃料电池系统包括液位传感器112,液位传感器112安装在储液件106内。在燃料电池系统运行过程中,分离后的水流入储液件106中,液位传感器112可实时
检测储液件106内的水的储水量。
75.通过上述方式,实现了对储液件106内的储液量的实时检测,以确保储液件106内储水量的精准控制。
76.具体地,液位传感器112可以沿储液件106的侧壁伸入储液件106底部的最低处。
77.实施例5:
78.根据本发明的一个实施例,在上述实施例的基础上,进一步地:燃料电池系统还包括:控制器,与液位传感器和三通阀电连接,用于根据液位传感器的水位高度,控制三通阀的运行状态。
79.在该实施例中,燃料电池系统包括控制器,控制器与液位传感器和三通阀通信连接。在燃料电池系统运行过程中,燃料电池反应装置产生的反应尾气进入三通阀后,控制器根据液位传感器实时检测到的储液件内水的水位高度,确定储液件内的储水量,进而控制三通阀的三个通气接口的开启或关闭状态,改变燃料电池系统内组件的连通方式,进而控制燃料电池系统内反应尾气的流动路径。
80.通过上述方式,使得控制器根据水位高度控制三通阀三个通气接口的运行状态,改变燃料电池系统内部组件之间的连通状态,实现了对燃料电池系统的最优化管理,确保燃料电池系统内反应尾气流通的稳定性,提高了燃料电池系统运行的可靠性。
81.具体地,控制器与液位传感器和三通阀之间可以通过蓝牙、wifi等无线通信方式连接。
82.实施例6:
83.如图1所示,根据本发明的一个实施例,在上述实施例的基础上,进一步地:燃料电池系统还包括:上装用水装置114,与储液件106相连接。
84.在该实施例中,燃料电池系统设有装用水装置114,上装用水装置114与储液件106相连接。在燃料电池系统运行过程中,对燃料电池反应装置100产生的汽水混合物进行冷凝和分离,进而将分离出的水收集于储液件106后,储液件106内的水能够直接导入上装用水装置114以供上装用水装置114使用。
85.通过上述方式,将收集后的水直接用于上装用水装置114,实现了上装用水的自循环,有效利用了燃料电池水的剩余价值,减少了对上装用水装置114的加水次数和加水量,提高了上装用水的便捷性,减少水资源的浪费,利于环境保护。
86.具体地,上装用水装置114可以为搅拌罐或厢体。
87.实施例7:
88.如图2所示,根据本发明的第二方面,提出了一种燃料电池系统的控制方法,该方法包括:
89.步骤202,根据储液件内的水位高度,控制三通阀的运行状态。
90.在该实施例中,燃料电池系统包括冷凝器、气液分离器、排气件、储液件和三通阀。在燃料电池系统运行过程中,对燃料电池反应装置产生的反应尾气中的汽水混合物进行冷凝和分离,将分离后水收集于储液件中。实时检测储液件内的水的水位高度,根据储液件内的水位高度,控制三通阀的运行状态,以调整水的收集速度,控制储液件内的水的储水量。
91.通过上述方式,实现了对存储水的速率的自动调整,进而实现了燃料电池系统智能化管理,操作便捷、控制成本低,提高了燃料电池系统的综合能源利用率和市场竞争力。
92.实施例8:
93.在该实施例中,上述根据储液件内的水位高度,控制三通阀的运行状态之前,还包括:响应于燃料电池系统启动信号,获取储液件内的水位高度。
94.在该技术方案中,接收到燃料电池系统启动信号后,检测储液件内的水位高度,确定当前储液件内的储水量,进而确定是否需要对燃料电池反应装置产生的水进行收集。
95.通过上述方式,在燃料电池系统启动时,获取储液件内的储水量,根据储水量的多少,判断是否需要对燃料电池反应装置产生的水进行收集。避免燃料电池系统启动时,储液件内的储水量已经足够,若上装用水装置尚未开始工作时,持续向储液件内导入水,使得储液件内储水量过多导致水溢出的情况发生,保证燃料电池反应系统运行的安全性,提高燃料电池反应系统的实用性。
96.实施例9:
97.在该实施例中,上述三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,第一接口与冷凝器的入口相连通,第二接口与气液分离器的出气口相连通,第三接口与排气件相连通,根据水位高度,控制三通阀的运行状态的步骤,具体包括:基于水位高度小于或等于水位高度阈值,第一接口处于关闭状态、第二接口和第三接口处于开启状态;基于水位高度大于水位高度阈值,第二接口处于关闭状态、第一接口和第三接口处于开启状态。
98.在该技术方案中,三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,其中,第一接口和冷凝器的入口相连通,第二接口和气液分离器的出气口相连通,第三接口与排气件相连通。在燃料电池系统运行过程中,实时检测储液件内的水位高度,根据水位高度调整三通阀三个通气接口的开关状态。
99.具体地,如果水位高度小于或等于水位高度阈值,说明储液件内的水较少,此时控制第一接口关闭,第二接口和第三接口开启,使得燃料电池反应装置产生的反应尾气通过冷凝器入口进入冷凝器,反应尾气中水蒸汽凝结成水后,汽水混合物进入气液分离器,使得剩余空气和水分离,分离后的剩余空气通过与气液分离器出气口连通的第二接口流出,进而通过与第三接口连通的排气件排出,分离后的水在水重力作用下通过气液分离器的出液口流入储液件。
100.进一步地,如果水位高度大于水位高度阈值,说明储液件内的水较多,无需将反应尾气流入冷凝器和气液分离器进行冷凝分离出更多的水,此时控制第一接口和第三接口开启、第二接口关闭,使得燃料电池反应装置产生的反应尾气通过第一接口进入三通阀后,直接通过与第三接口连通的排气件排出。
101.通过上述方式,控制三通阀的三个通气接口的开关状态,进而改变燃料电池系统内反应尾气的流动路径,实现了对燃料电池系统的最优化管理,一方面,在储液件内储水量足够时,保证反应尾气能够安全地排出燃料电池系统;另一方面,在储液件内储水量不足时,实现了对反应尾气中水、气同时处理,提高了燃料电池反应尾气的利用率。
102.可以理解的是,水位高度阈值可以根据储水件的容积来设定。在储水件的容积较大时,可以适当降低水位高度阈值的数值,因为在水位高度阈值较低的情况下,大容量的储水件也能够储存足够多的水;而在储水件的容积较小时,可以适当提高水位高度阈值的数值,避免储水件中储存的水太少。通过设置水位高度阈值,控制储水件内的储水量,确保了燃料电池系统储水和用水的平衡性。
103.进一步地,水位高度阈值的范围可以设置为从储液件底部的最低处开始,沿储液件的侧壁向上的1/5处至1/4处。
104.实施例10:
105.如图1所示,根据本发明的一个具体实施例,提出了一种氢燃料电池反应水的收集应用方法和系统。相关技术中将燃料电池的反应水排放出去,无收集再加以应用的情况,无法发挥其剩余价值。
106.本技术通过将反应水分离收集起来储存于上装用水的储液件106中。既能利用起来反应水,同时不会大量增加成本。通过简单的反应水收集,即可让车辆上装储水变得方便,减少加水次数和加水量,利用了燃料电池反应水的剩余价值,利于环境保护。
107.具体地,燃料电池系统包括:冷凝器102、气液分离器104和三通阀108。燃料电池系统运行过程中,产生燃料电池反应尾气,其中,反应尾气的成分为:未参加反应的空气、氢氧反应后的水蒸汽和部分水,其温度约为60℃至80℃。
108.进一步地,反应尾气进入冷凝器102进行降温,水蒸汽冷凝为水。气液分离器104与冷凝器102相连,水和空气分离开来。储液件106与气液分离器104相连,分离出来的水在储液件106储存。
109.进一步地,三通阀108的第一接口1082与冷凝器102入口相接,第二接口1084与气液分离器104出气口1044相接,第三接口1086与排气件相接。其中,第一接口1082为常开状态,第二接口1084为常开状态,第三接口1086为常闭状态。当水位高度小于或等于水位高度阈值时,第一接口1082开启,第二接口1084开启,第三接口1086关闭;当水位高度大于水位高度阈值时,第一接口1082关闭,第二接口1084开启,第三接口1086开启。
110.进一步地,储液件106与第一阀110相连,防止回流。
111.进一步地,储液件106与上装用水装置114相连。
112.进一步地,储液件106内设有液位传感器112。
113.实施例11:
114.本发明第三方面的实施例,提出了一种车辆,包括第一方面提出的燃料电池系统。
115.在该实施例中,车辆在运行过程中,燃料电池反应装置反应放电时,会产生反应尾气,其中,反应尾气中包含未参加反应的剩余空气和水,由于燃料电池反应装置工作温度一般为60℃至80℃,因此,反应尾气还包括部分水蒸发后形成的水蒸汽。进一步地,燃料电池反应装置内的剩余空气、水蒸汽和水组成的汽水混合物通过冷凝器入口进入冷凝器,冷凝器工作降温,使得水蒸汽重新凝结成水。进一步地,冷凝后的水和剩余空气混合物通过与冷凝器出口相连通的气液分离器进口进入气液分离器进行气液分离,使得水和剩余空气能够分离开来。进一步地,分离后的水随重力向下,通过位于气液分离器底部的出液口流入储液件内进行存储以供使用,分离后的剩余空气通过气态分离器的出气口排出。
116.通过上述方式,将水蒸汽冷凝成水后,对水和剩余空气组成的汽水混合物进行分离,进而收集分离后的水以供后续使用,一方面,实现了对水的回收和循环使用,有效利用了水的剩余价值,避免了水资源的浪费,提高了水的利用率;另一方面,相较于现有技术中采用质子交换形式对反应尾气进行分离收集,本技术通过冷凝器、气液分离器与燃料电池反应装置连接,结构简单,制造成本低,并且操作方便,有效提高了车辆的实用性。
117.进一步地,如图1所示,车辆还包括动力系统116、动力电池118和用电组件120,其
中,动力系统116、动力电池118和用电组件120均与燃料电池系统相连接。通过燃料电池系统产生电能驱动动力系统116、动力电池118和用电组件120工作,进而驱动整个车辆运行。
118.在具体实施例中,车辆可以为搅拌车,搅拌车包括底盘和设置于底盘上的搅拌罐。搅拌车工作期间,需要外界定期对搅拌罐内添水,以供搅拌罐内水泥等物料进行搅拌。在车辆运行过程中,对燃料电池反应装置产生的水进行收集再利用,将储液件内的水直接流入搅拌罐内,以供搅拌罐使用,减少加水次数和加水量,使得搅拌车上装用水变得方便。
119.其中,车辆可以为搅拌车等商用车辆,本技术在此不做具体限定。
120.实施例12:
121.根据本发明的一个实施例,在上述实施例的基础上,进一步地:车辆还包括:控制装置,控制装置用于执行如上述任一技术方案的燃料电池系统的控制方法。
122.在该实施例中,车辆运行过程中,控制装置根据实时检测到的储液件内的水的水位高度,控制三通阀的运行状态,以调整水的收集速度,控制储液件内的水的储水量。
123.通过上述方式,实现了对存储水的速率的自动调整,进而实现了车辆的智能化管理,操作便捷、控制成本低,提高了车辆的综合能源利用率和市场竞争力。
124.实施例13:
125.本发明第四方面的实施例,提出了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案的燃料电池系统的控制方法的步骤。
126.其中,可读存储介质包括只读存储器(read

only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等。
127.本发明提供的可读存储介质,程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案的燃料电池系统的控制方法的步骤,因此该可读存储介质包括上述任一技术方案的燃料电池系统的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
128.以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

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