CN111969228B - 一种燃料电池装置系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池装置系统及控制方法，所述燃料电池装置系统包括空压机、中冷器、燃料电池堆和氢空混合室，空压机的出口分别通过第一管路依次与中冷器和燃料电池堆的空气路入口相连；通过第二管路与氢空混合室的第一入口相连，第二管路上设有流量旁通阀；燃料电池堆空气路出口通过空气排放管路与氢空混合室的第二入口相连，空气排放管路上设有背压阀，燃料电池堆的氢气路排放口通过氢排放管路与氢空混合室的第三入口相连，氢排放管路上沿远离燃料电池堆方向依次设有结冰检测装置和排水阀，氢气路排水阀位于所述氢空混合室内部，氢空混合室设有出口。解决了氢气路排放管路是否有蓄积的水或结冰情况的诊断，以及避免冻结和除冰的问题。

Description

一种燃料电池装置系统及控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，涉及一种燃料电池装置系统及控制方法，尤其涉及一种具有氢气路排水防冻结构的燃料电池装置系统及控制方法。
背景技术
现有氢气路排水防冻结构，有的只考虑了水仍保持气态或液态的吹扫或控制方法，而忽略了已经结冰的情况，有的采用水汽聚集的形式，形成液态水，但也未考虑结冰的情况，部分论文中虽考虑了结冰，但采用电加热的形式，同时也未提及如何判断已结冰或者仍处于液态水的状态；在实际的测试过程中，最容易冻结的部分是氢气路排放口的管路与氢气路排水阀，因其不像空气路有相对温度较高的压缩空气经过，也无响应的加热装置，即使阀门长期通电，其发热功率也不足以融化冻结的冰，而且长期通电易造成电磁阀烧坏，并无法解决该问题。
CN 110165259A公开了一种低温启停的燃料电池系统及其控制方法。核心控制策略包括不同温度下初始启动、关机和再次启动时各部件的动作，其主要特点是系统中使用两个分子筛(功能等同于分水器)，并使用三通阀控制气体是否流向分子筛，当环境温度较低时，除进行氢气路和空气路分别的分子筛除水外，还使用空压机出口气体经空气路分子筛吹向氢气路分子筛，用于将分子筛中的水分除去。该专利文献虽考虑了低温启停时各部件的动作策略，但未分析实际低温环境下可能出现的部件冻结情况，也未考虑可能出现结冰的情况。
CN 101390240A公开了一种燃料电池系统和排水控制方法。当有系统启动需求是，如果外部环境温度低于设定值，则禁止排水，排水禁止期间增加氢循环流量，直到水的热量超过预定热量时允许排水，或者当系统温度大于预定温度时允许排水。该专利文献为了减少排氢带走热量而禁止排水，但其未考虑在低温下极易造成未及时排除的水冻结，或者阀门发生冻结的情况。
CN 110843557A公开了一种燃料电池车排氢系统的防结冰结构及其控制方法，其目的是解决低温运行时排气管内水汽结冰的问题。下图分别为结构和控制策略，其结构特点是上下交错的隔板起到水汽分离的作用，并在下倾一端设有排水口，方便进行排水，水进入蓄水腔；策略是采用流量传感器确定燃料电池是否处于运行状态，如处于运行状态下，采用液位传感器检测蓄水腔液位，控制排水电控阀门打开，使水排出。该专利文献仅考虑电堆排出的水汽情况，未考虑液态水的排出，也未考虑温度过低时可能出现冻结的情况，蓄水腔和排水阀可能出现冻结的情况也未考虑。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池装置系统及控制方法，尤其涉及一种具有氢气路排水防冻结构的燃料电池装置系统及控制方法。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种燃料电池装置系统，所述燃料电池装置系统包括空压机、中冷器、燃料电池堆和氢空混合室，所述空压机的出口通过第一管路依次与中冷器和燃料电池堆的空气路入口相连；所述空压机的出口通过第二管路与氢空混合室的第一入口相连，所述第二管路上设有流量旁通阀；
所述燃料电池堆空气路出口通过空气排放管路与氢空混合室的第二入口相连，所述空气排放管路上设有空气路背压阀，所述燃料电池堆的氢气路排放口通过氢排放管路与氢空混合室的第三入口相连，所述氢排放管路上沿远离燃料电池堆方向依次设有结冰检测装置和氢气路排水阀，所述氢气路排水阀位于所述氢空混合室内部，所述氢空混合室设有出口用于排出空气和水。
本发明的燃料电池装置系统中，空气排放管路上连接有背压阀，背压阀开度可进行调节，从燃料电池的空气路出口排出的空气经背压阀进入空气尾排管路，也称氢空混合室，尾排氢气与空气混合后排出系统之外。氢排放管路连接结冰检测装置，用于监测管内是气体、液体还是固体，结冰检测装置之后是氢气路排水阀，用于控制氢气路中水的排放，其中氢气路排水阀置于氢空混合室内部，避免外露导致容易被低温冻结，同时也可以通过背压阀出口尾排较热的空气对阀门进行加热。背压阀和排水阀可以联合控制，通过振动进行除冰操作；可以调控空压机出口支路第二管路的口径和/或旁通流量阀的开度，使少部分气体流过旁通阀而大部分气体仍经过中冷器进入燃料电池堆，该少部分气体流入氢空混合室用于对位于氢空混合室内的氢排放管路和排水阀的加热。
本发明的燃料电池装置系统中，氢空混合室、空气排放管路、第二管路(也即空压机出口支路)、结冰检测装置和排水阀按照上述关系连接设置，构成主要的氢气路排水防冻结构，本发明的燃料电池装置系统能够解决氢气路排放管路是否有蓄积的水或结冰情况的诊断问题，以及氢气路排水阀避免冻结和管路中有水冻结后如何处理除冰的问题。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，所述第二管路的口径小于第一管路。空压机出口支路口径相对较小，使得旁通流量阀开启后，仅部分气体流过旁通阀，大部分气体仍经过中冷器进入燃料电池堆。
本发明对结冰检测装置的类型不作具体限定，只要能够检测并判断氢排放管路内物质状态即可，要求能够区分氢排放管路内是否仅有气体，以及在并非仅有气体时进一步区分是否存在固体。
结冰检测装置例如可以是结冰传感器，其原理是：通过监测管内介电常数的变化，判断内部是气体、液体还是固态，当监测有液体时，则存在液体水，当监测结果为固体时，则管内为固体冰。结冰检测装置还可以采用其他非结冰传感器判断液位或判断结冰情况，例如使用高清摄像机拍摄后进行图像处理识别。
优选地，所述燃料电池装置系统还包括设置在氢排放管路上靠近排水阀的位置设置振动装置。当检测氢排放管路内有固态冰时，开启该振动装置，可达到除冰的效果。
第二方面，本发明提供如第一方面所述的燃料电池装置系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
(1)通过结冰检测装置判断氢排放管路内物质状态，若仅有气体，则状态正常，按照预定的排水阀开启时间和开启周期进行排水阀控制，否则进行后续步骤；
(2)氢排放管路内并非仅有气体，若无固态冰，则执行第一排水策略；若有固态冰，则执行第二排水策略联合除冰步骤。
本发明的控制方法，能够解决氢气路排放管路是否有蓄积的水或结冰情况的诊断问题，以及氢气路排水阀避免冻结和管路中有水冻结后如何处理除冰的问题。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(2)所述第一策略为：立即开启一次排水阀，并调整排水阀的开启时间t1长于预设的排水时长且排水阀的排水周期T1≤预设的排水周期，优选排水阀的开启时间t1长于预设的排水时长且排水周期T1＝预设的排水周期。
优选地，步骤(2)所述第二排水策略联合除冰步骤包括：立即开启一次排水阀，开启时间为t2，然后进行方式一或方式二的至少一种，方式一包括：开启流量旁通阀使部分未冷却的热空气进入氢空混合室；方式二包括：缩短排水周期至T2，排水时间为t3，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后周期性改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动。
此优选技术方案中，方式一通过第二管路(也即空压机出口支路)流出的空气对氢空混合室内的氢排放管路和排水阀加热，以达到除冰效果；方式二通过排水阀和空气路背压阀联合控制除冰，方式一和方式二可以共同作用，也可以单独作用，本发明对此不作限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
优选地，所述t2>t1。
优选地，步骤(2)所述第二排水策略联合除冰步骤包括：立即开启一次排水阀，开启时间为t2，然后依次进行方式一和方式二。
优选地，步骤(2)所述方式二中，缩短排水周期至T2，T2优选为预设的排水周期的1/5～1/10，例如1/5、1/6、1/7、1/8、1/9或1/10等；缩短排水时间至t3.，t3优选为预设的排水时长的1/2～1/5，例如1/2、1/3、1/4或1/5等。
优选地，步骤(2)所述方式二中，改变空气路背压阀的开度的周期与排水周期相同，或者为排水周期的整数倍，优选为2～5倍，例如2倍、3倍、4倍、5倍。
本发明的方法中，当结冰时还可以控制进入中冷器冷却水流量，降低冷却效果。
本发明的方法中，当结冰时还可以增加空压机、氢压等联合控制，例如将空压机的转速提高，使氢压同步提升，并保持氢压和空压只差处于规定范围。优选背压阀与排水阀的联合控制与空压机、氢压联合控制结合。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，如仅有气体则按照预定的排水阀开启时间和开启周期进行阀门控制，无需进行额外操作；
其次，如氢排放管内并不是仅有气体，则使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，如无固态冰，则当前管内有液体水，此时控制排水阀立即开启一次，并将排水阀的开启时间延长至t1，t1>预设的排水时长，排水周期T1不变，T1＝预设的排水周期，可以判断出之前预定的排水周期不足以保证每次恰当排水；
若确认氢排放管内有固态冰时，立即开启一次排水阀，开启时间为t2，t2>t1，开启流量旁通阀，使部分未冷却的热空气进入氢空混合室，之后缩短排水周期为T1，开启时间也缩短至t3，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后按照T1周期或者T1的整数倍周期改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动，通过共同振动达到除冰的目的。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的燃料电池装置系统中，空气排放管路上连接有背压阀，背压阀开度可进行调节，从燃料电池的空气路出口排出的空气经背压阀进入空气尾排管路，也称氢空混合室，尾排氢气与空气混合后排出系统之外。氢排放管路连接结冰检测装置，用于监测管内是气体、液体还是固体，结冰检测装置之后是氢气路排水阀，用于控制氢气路中水的排放，其中氢气路排水阀置于氢空混合室内部，避免外露导致容易被低温冻结，同时也可以通过背压阀出口尾排较热的空气对阀门进行加热。背压阀和排水阀可以联合控制，通过振动进行除冰操作；可以调控空压机出口支路第二管路的口径和/或旁通流量阀的开度，使少部分气体流过旁通阀而大部分气体仍经过中冷器进入燃料电池堆，该少部分气体流入氢空混合室用于对位于氢空混合室内的氢排放管路和排水阀的加热。
本发明主要解决氢气路排放管路是否有蓄积的水或结冰情况的诊断，同时解决氢气路排水阀避免冻结和管路中有水冻结后如何处理除冰的问题，结合车用燃料电池系统在低温下的实际使用情况，重点关注了氢气路排放口可能出现排水阀或管路内水冻结的情况，提供了一种燃料电池装置系统及控制方法，创新性提出了将氢气路排水阀置于氢空混合室的结构方案，引入结冰传感器，其可根据管内介电常数不同判断内部是气体、液体或固体，基于结冰传感器，不仅可以进行诊断排水操作，而且可以通过排水阀与背压阀联动，和/或通过空压机出口支路对氢空混合室加热，实现振动和/或加热除冰操作。
附图说明
图1为燃料电池系统局部原理图，图中仅画出了与本发明相关的部件，其中燃料电池堆仅画出了空气路出口和氢气路排放口，其他端口与管路均省略未画出；
图2为结冰判断及处理控制流程图，其中，1-空压机，2-中冷器，3-燃料电池堆，31-空气路入口，32-空气路出口，33-氢气路排放口，4-氢空混合室，5-第二管路，51-流量旁通阀，6-空气路背压阀，7-结冰检测装置，8-氢气路排水阀。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明实施例提供一种燃料电池装置系统及控制方法，所述燃料电池装置系统(结构示意图参见图1)包括空压机、中冷器、燃料电池堆和氢空混合室，所述空压机的出口通过第一管路依次与中冷器和燃料电池堆的空气路入口相连；所述空压机的出口通过第二管路与氢空混合室的第一入口相连，所述第二管路上设有流量旁通阀；
所述燃料电池堆空气路出口通过空气排放管路与氢空混合室的第二入口相连，所述空气排放管路上设有空气路背压阀，所述燃料电池堆的氢气路排放口通过氢排放管路与氢空混合室的第三入口相连，所述氢排放管路上沿远离燃料电池堆方向依次设有结冰传感器和氢气路排水阀，所述氢气路排水阀位于所述氢空混合室内部，所述氢空混合室设有出口用于排出空气和水。
所述控制方法包括以下步骤(控制流程图参见图2)：
(1)通过结冰检测装置判断氢排放管路内物质状态，若仅有气体，则状态正常，按照预定的排水阀开启时间和开启周期进行排水阀控制，否则进行后续步骤；
(2)氢排放管路内并非仅有气体，若无固态冰，则执行第一排水策略；若有固态冰，则执行第二排水策略联合除冰步骤；
步骤(2)所述第一策略为：立即开启一次排水阀，并调整排水阀的开启时间t1长于预设的排水时长且排水阀的排水周期T1≤预设的排水周期，优选排水阀的开启时间t1长于预设的排水时长且排水周期T1＝预设的排水周期；
步骤(2)所述第二排水策略联合除冰步骤包括：立即开启一次排水阀，开启时间为t2，然后进行方式一或方式二的至少一种，方式一包括：开启流量旁通阀使部分未冷却的热空气进入氢空混合室；方式二包括：缩短排水周期和排水时间，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后周期性改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动。
实施例1
本实施例提供一种燃料电池装置系统，所述燃料电池装置系统包括空压机1、中冷器2、燃料电池堆3和氢空混合室4，所述空压机1的出口通过第一管路依次与中冷器2和燃料电池堆3的空气路入口31相连；所述空压机1的出口通过第二管路(也即空压机出口支路)5与氢空混合室4的第一入口相连，所述第二管路5上设有流量旁通阀51；
所述燃料电池堆空气路出口32通过空气排放管路与氢空混合室4的第二入口相连，所述空气排放管路上设有空气路背压阀6，所述燃料电池堆3的氢气路排放口33通过氢排放管路与氢空混合室4的第三入口相连，所述氢排放管路上沿远离燃料电池堆方向依次设有结冰传感器7和氢气路排水阀8，所述氢气路排水阀8位于所述氢空混合室4内部，所述结冰传感器7位于所述氢空混合室4外部，所述氢空混合室4设有出口用于排出空气和水。
本发明的燃料电池装置系统中，空气排放管路上连接有背压阀，背压阀开度可进行调节，从燃料电池的空气路出口排出的空气经背压阀进入空气尾排管路，也称氢空混合室，尾排氢气与空气混合后排出系统之外。氢排放管路连接结冰检测装置，用于监测管内是气体、液体还是固体，结冰检测装置之后是氢气路排水阀，用于控制氢气路中水的排放，其中氢气路排水阀置于氢空混合室内部，避免外露导致容易被低温冻结，同时也可以通过背压阀出口尾排较热的空气对阀门进行加热。背压阀和排水阀可以联合控制，通过振动进行除冰操作；可以调控空压机出口支路第二管路的口径和/或旁通流量阀的开度，使少部分气体流过旁通阀而大部分气体仍经过中冷器进入燃料电池堆，该少部分气体流入氢空混合室用于对位于氢空混合室内的氢排放管路和排水阀的加热。
实施例2
本实施例提供一种燃料电池装置系统，所述燃料电池装置系统包括空压机1、中冷器2、燃料电池堆3和氢空混合室4，所述空压机1的出口通过第一管路依次与中冷器2和燃料电池堆3的空气路入口31相连；所述空压机1的出口通过第二管路(也即空压机出口支路)5与氢空混合室4的第一入口相连，所述第二管路5上设有流量旁通阀51；
所述燃料电池堆空气路出口32通过空气排放管路与氢空混合室4的第二入口相连，所述空气排放管路上设有空气路背压阀6，所述燃料电池堆3的氢气路排放口33通过氢排放管路与氢空混合室4的第三入口相连，所述氢排放管路上沿远离燃料电池堆方向依次设有结冰传感器7和氢气路排水阀8，所述氢排放管路上靠近氢气路排水阀8的位置设置有振动装置，所述氢气路排水阀8和结冰传感器7均位于所述氢空混合室4内部，所述氢空混合室4设有出口用于排出空气和水。
实施例3
本实施例提供如实施例1所述的燃料电池装置系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，结果为不仅有气体；
其次，使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，结果为无固态冰，则当前管内有液体水，此时控制排水阀立即开启一次，并将排水阀的开启时间延长至t1，t1>预设的排水时长，例如预设排水时长为1s，t1为1.5s，排水周期T1不变，T1＝预设的排水周期，例如20s，可以判断出之前预定的排水周期不足以保证每次恰当排水。
实施例4
本实施例提供如实施例1所述的燃料电池装置系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，结果为不仅有气体；
其次，使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，结果为有固态冰，立即开启一次排水阀，开启时间为t2，t2>t1>预设的排水时长，例如t2为2s，开启流量旁通阀，使部分未冷却的热空气进入氢空混合室，之后缩短排水周期为T2，例如2s，开启时间也缩短至t3，例如0.2s，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后按照T2周期改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动，通过共同振动达到除冰的目的。
实施例5
本实施例提供如实施例1所述的燃料电池装置系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，结果为不仅有气体；
其次，使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，结果为有固态冰，立即开启一次排水阀，开启时间为t2，t2>t1>预设的排水时长，开启流量旁通阀，使部分未冷却的热空气进入氢空混合室，通过加热的方式除冰。
实施例6
本实施例提供如实施例1所述的燃料电池装置系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，结果为不仅有气体；
其次，使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，结果为有固态冰，立即开启一次排水阀，开启时间为t2，t2>t1>预设的排水时长，之后缩短排水周期为T1，开启时间也缩短至t3，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后按照T1周期的2倍改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动，通过共同振动达到除冰的目的。
实施例7
本实施例提供如实施例1所述的燃料电池装置系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，结果为不仅有气体；
其次，使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，结果为有固态冰，立即开启一次排水阀，开启时间为t2，t2>t1>预设的排水时长，之后缩短排水周期为T1，开启时间也缩短至t3，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后按照T1周期改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动，将空压机的转速提高，使氢压同步提升，并保持氢压和空压只差处于规定范围，联合控制达到除冰的目的。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (12)

1.一种燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，燃料电池装置系统包括空压机、中冷器、燃料电池堆和氢空混合室，所述空压机的出口通过第一管路依次与中冷器和燃料电池堆的空气路入口相连；所述空压机的出口通过第二管路与氢空混合室的第一入口相连，所述第二管路上设有流量旁通阀；所述燃料电池堆空气路出口通过空气排放管路与氢空混合室的第二入口相连，所述空气排放管路上设有空气路背压阀，所述燃料电池堆的氢气路排放口通过氢排放管路与氢空混合室的第三入口相连，所述氢排放管路上沿远离燃料电池堆方向依次设有结冰检测装置和氢气路排水阀，所述氢气路排水阀位于所述氢空混合室内部，所述氢空混合室设有出口用于排出空气和水；所述控制方法包括以下步骤：
(1)通过结冰检测装置判断氢排放管路内物质状态，若仅有气体，则状态正常，按照预定的排水阀开启时间和开启周期进行排水阀控制，否则进行后续步骤；
(2)氢排放管路内并非仅有气体，若无固态冰，则执行第一排水策略；若有固态冰，则执行第二排水策略联合除冰步骤；
步骤(2)所述第一排水策略为：立即开启一次排水阀，并调整排水阀的开启时间t1长于预设的排水时长且排水阀的排水周期T1≤预设的排水周期；
步骤(2)所述第二排水策略联合除冰步骤包括：立即开启一次排水阀，开启时间为t2，然后依次进行方式一和方式二，方式一包括：开启流量旁通阀使部分未冷却的热空气进入氢空混合室；方式二包括：缩短排水周期为T2，排水时间为t3，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后周期性改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动。
2.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，所述第二管路的口径小于第一管路。
3.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，结冰检测装置为结冰传感器。
4.根据权利要求3所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，
所述结冰传感器位于所述氢空混合室内部或外部。
5.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，所述燃料电池装置系统还包括设置在氢排放管路上靠近排水阀的位置设置振动装置。
6.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，排水阀的开启时间t1长于预设的排水时长且排水周期T1＝预设的排水周期。
7.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，所述t2>t1。
8.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，T2为预设的排水周期的1/5～1/10。
9.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，t3为预设的排水时长的1/2～1/5。
10.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，步骤(2)所述方式二中，改变空气路背压阀的开度的周期与排水周期相同，或者为排水周期的整数倍。
11.根据权利要求10所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，步骤(2)所述方式二中，改变空气路背压阀的开度的周期为排水周期的2～5倍。
12.根据权利要求1所述的燃料电池装置系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
首先，用结冰传感器判断，是否氢排放管内仅有气体，如仅有气体则按照预定的排水阀开启时间和开启周期进行阀门控制，无需进行额外操作；
其次，如氢排放管内并不是仅有气体，则使用结冰传感器判断排氢管内是否有固态冰，如无固态冰，则当前管内有液体水，此时控制排水阀立即开启一次，并将排水阀的开启时间延长至t1，t1>预设的排水时长，排水周期T1不变，T1＝预设的排水周期；
若确认氢排放管内有固态冰时，立即开启一次排水阀，开启时间为t2，t2>t1，开启流量旁通阀，使部分未冷却的热空气进入氢空混合室，之后缩短排水周期为T1，开启时间也缩短至t3，使管路在开启和关闭之间形成振动，之后按照T1周期或者T1的整数倍周期改变空气路背压阀的开度，使氢空混合室内气流产生振动，通过共同振动除冰。
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