CN109065913A - 一种用于燃料电池氢气的回氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于燃料电池氢气的回氢系统，其包括回氢模块本体、通过管道连通所述回氢模块本体前端的常闭电磁阀、通过管道连通所述回氢模块本体后端的泄压阀、气液分离器及连通所述泄压阀的燃料电池堆；在所述回氢模块本体内，所述管道上分别分支连接第一压力传感器，电子调压阀，安装安全阀、第二压力传感器；其中，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器电性连接。对新进氢气供给实现自动调压和流量精准供给，以及对氢气供给能够实现自动开闭、调节和过压保护等功能。提高了燃料电池系统运行性能和氢气的高利用率的同时，减小了尾排氢气流入大气的污染，大大缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池氢气技术领域，具体涉及一种用于燃料电池氢气的回氢系统。
背景技术
随着燃料电池汽车的崛起，各种燃料电池系统用的关键零部件，包括氢气循环泵等新名词也出现在人类的实现中。为了实现零排放的目标，对尾排氢气的回收再利用，是当前人类叩待解决的关键技术之一，也是燃料电池开发遇到的难点之一。为此，开发一种能够对氢气进气压力实现精准控制，便于提高对氢气的反应效率，同时又能回收再利用尾排氢气的模块，是人们重点考虑的技术路线之一。
现有燃料电池端板的专利中，中国专利公开号CN105870481A提出的燃料电池汽车动力系统及其氢气汽水分离，表述了采用筒体和内置其中的气液分离室，对尾排氢气首先进行气液分离后，再通过引射器对氢气进行循环再利用；中国专利公开号CN101633352A提出了一种电子调压器本体，该专利主要涉及的为调压器本体的相关技术点。并未针对燃料电池氢气用电子调压阀及回氢模块的方面的改进。但现有技术中的调压阀功能过于简单，暂无同时具备氢气自动调压和循环回收再利用等功能，同时也无高度集成的回氢模块等功效，因此，现有的调压阀及回氢模块无法满足燃料电池系统供氢的稳定性和可靠性的需求。
本发明提供一种新的用于燃料电池氢气的回氢系统解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于燃料电池氢气的回氢系统，以提高燃料电池系统供氢的稳定性和可靠性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于燃料电池氢气的回氢系统，其包括回氢模块本体、通过管道连通所述回氢模块本体前端的常闭电磁阀、通过管道连通所述回氢模块本体后端的泄压阀、气液分离器及连通所述泄压阀的燃料电池堆；在所述回氢模块本体内，所述管道上分别分支连接第一压力传感器安装槽、电子调压阀安装槽、安全阀安装槽、氢气循环再利用进气口、第二压力传感器安装槽，在所述第一压力传感器安装槽上安装第一压力传感器，在所述电子调压阀安装槽上安装电子调压阀，在所述安全阀安装槽上安装安全阀，在所述第二压力传感器安装槽上第二压力传感器；其中，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器电性连接。
位于所述安全阀安装槽与所述第二压力传感器安装槽之间处，所述管道上还安装有氢气引射器安装槽，所述氢气引射器安装槽内安装有氢气引射器，所述氢气循环再利用进气口连通所述氢气引射器，所述氢气引射器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通燃料电池堆。
与现有技术相比，本发明用于燃料电池氢气的回氢系统的有益效果是：保证现有专利技术上，即对燃料电池系统尾排氢气进行气液分离后，以及二次回收再利用的基础上，新增了代替系统管路部分功能，同时具备对燃料电池堆自动供氢，并根据工况需求自动精准调节供氢气压力等功能。主要为采用回氢模块，将电子调压阀、氢气引射器、泄压阀和气液分离器等关键零部件巧妙高度集成，实现了根据燃料电池系统尾排氢气在不同温度、压力和湿度的动态复杂工况条件下，对系统尾排氢气进行气液分离，然后循环回收再利用，另外根据回收再利用的氢气压力和系统动态工况，对新进氢气供给实现自动调压和流量精准供给，以及对氢气供给能够实现自动开闭、调节和过压保护等功能。提高了燃料电池系统运行性能和氢气的高利用率的同时，减小了尾排氢气流入大气的污染，大大缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低了系统成本等，具有功能性强，结构简单，安装方便，便于维护等优点。
附图说明
图1为本发明用于燃料电池氢气的回氢系统的结构示意图；
图2为图1用于燃料电池氢气的回氢系统的回氢模块结构示意图；
图3为图2用于燃料电池氢气的回氢系统的回氢模块另一结构示意图。
具体实施方式
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。
请参阅图1至图3，本发明提供一种用于燃料电池氢气的回氢系统，其包括回氢模块本体10、通过管道10A连通回氢模块本体10前端的常闭电磁阀201、通过管道10A连通回氢模块本体10后端的泄压阀207、气液分离器208及连通泄压阀207的燃料电池堆30。
如图2与图3，回氢模块本体10为封闭式结构，管道10A通过回氢模块本体10的前端伸入回氢模块本体10内并且延伸至回氢模块本体10后端，在回氢模块本体10内，管道10A分别分支连接第一压力传感器安装槽10B、电子调压阀安装槽10C、安全阀安装槽10D、氢气循环再利用进气口10F、第二压力传感器安装槽10G。在第一压力传感器安装槽10B上安装第一压力传感器202，在电子调压阀安装槽10C上安装电子调压阀203，在安全阀安装槽10D上安装安全阀204，在第二压力传感器安装槽10G上第二压力传感器206。其中，第一压力传感器202与第二压力传感器206电性连接。
位于安全阀安装槽10D与第二压力传感器安装槽10G之间处，管道10A上还安装有氢气引射器安装槽10E，氢气引射器安装槽10E内安装有氢气引射器205，氢气循环再利用进气口10F连通氢气引射器205。氢气引射器205连通气液分离器208，气液分离器208连通燃料电池堆30。
工作时，常闭电磁阀201开启，供氢系统的氢气经过一次降压后，进入电子调压阀203前端，通过位于常闭电磁阀201和电子调压阀203之间的管路上的第一压力传感器202，第一压力传感器202监测压力，电子调压阀203根据系统发出指令和第二压力传感器206反馈信号，自动调节前端进氢压力，然后通过位于电子调压阀203后端的安全阀204进行保护。具体的，电子调压阀203和第二压力传感器206形成闭环系统，通过第二压力传感器2206实时反馈的压力信号和系统设定需求值之间比对，通过PWM调节占空比、4-40mA或者0-10V信号，来实时电子调压阀203的大小，最终压力第二压力传感器206的压力值与所需的值一致。
如果第一压力传感器202超出一定的设定值，电子调压阀203不会作用，起一个保护作用。
另外燃料电池堆尾排氢气通过气液分离器208进行气液分离后，然后通过氢气引射器205回收再利用，与氢进气体一同经过泄压阀207调节后，进入燃料电池堆参加放电反应。
保证现有专利技术上，即对燃料电池系统尾排氢气进行气液分离后，以及二次回收再利用的基础上，新增了代替系统管路部分功能，同时具备对燃料电池堆自动供氢，并根据工况需求自动精准调节供氢气压力等功能。主要为采用回氢模块，将电子调压阀、氢气引射器、泄压阀和气液分离器等关键零部件巧妙高度集成，实现了根据燃料电池系统尾排氢气在不同温度、压力和湿度的动态复杂工况条件下，对系统尾排氢气进行气液分离，然后循环回收再利用，另外根据回收再利用的氢气压力和系统动态工况，对新进氢气供给实现自动调压和流量精准供给，以及对氢气供给能够实现自动开闭、调节和过压保护等功能。提高了用于燃料电池氢气的回氢系统运行性能和氢气的高利用率的同时，减小了尾排氢气流入大气的污染，大大缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低了系统成本等，具有功能性强，结构简单，安装方便，便于维护等优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种用于燃料电池氢气的回氢系统，其特征在于：其包括回氢模块本体、通过管道连通所述回氢模块本体前端的常闭电磁阀、通过管道连通所述回氢模块本体后端的泄压阀、气液分离器及连通所述泄压阀的燃料电池堆；在所述回氢模块本体内，所述管道上分别分支连接第一压力传感器安装槽、电子调压阀安装槽、安全阀安装槽、氢气循环再利用进气口、第二压力传感器安装槽，在所述第一压力传感器安装槽上安装第一压力传感器，在所述电子调压阀安装槽上安装电子调压阀，在所述安全阀安装槽上安装安全阀，在所述第二压力传感器安装槽上第二压力传感器；其中，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器电性连接。
2.如权利要求1所述的用于燃料电池氢气的回氢系统，其特征在于：位于所述安全阀安装槽与所述第二压力传感器安装槽之间处，所述管道上还安装有氢气引射器安装槽，所述氢气引射器安装槽内安装有氢气引射器，所述氢气循环再利用进气口连通所述氢气引射器，所述氢气引射器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通燃料电池堆。
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