CN219086013U - 一种燃料电池氢气子系统双引射器结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，包括：进气管路、回流管路、高功率段引射器、低功率段引射器、汽水分离器和三通阀；三通阀位于燃料电池电堆的阳极气体出口和汽水分离器输入口之间的回流管路上，三通阀的一端通过调节管路连接至汽水分离器输出口和高功率段引射器的回流口之间的回流管路；低功率段引射器的输出口连接至高功率段引射器的输出口和阳极气体入口之间的进气管路，低功率段引射器的回流口连接至调节管路输出口和高功率段引射器的回流口之间的回流管路。该结构在汽水分离器前端添加三通阀，配合双引射进气结构，实现对燃料电池电堆不同功率下的氢气进气湿度的调节，实现了燃料电池系统在全功率点的水平衡。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池系统技术领域，尤其涉及一种燃料电池氢气子系统双引射器结构。
背景技术
燃料电池系统控制包含空气子系统、氢气子系统和热管理子系统等多子系统协同控制，其中氢气子系统通常采取内循环的方式增大氢气利用率，同时从电堆带出水分和氮气。
现有技术中的燃料电池系统在低功率点，因为反应产生的水有限，所以会造成局部质子交换膜膜干，在高功率点，反应产生的水过多，往往造成电堆内部水淹现象。
为了解决上述问题，有必要对现有技术中的燃料电池氢气子系统做出改进。
发明内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，旨在解决现有技术中燃料电池系统的全功率点的水平衡，或调控电堆氢气子系统排水量的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，包括：进气管路、回流管路、高功率段引射器、低功率段引射器、汽水分离器和三通阀；
所述进气管路中设置有所述高功率段引射器，所述高功率段引射器的输出口与燃料电池电堆的阳极气体入口连通，所述回流管路中设置有所述汽水分离器；
所述三通阀位于所述燃料电池电堆的阳极气体出口和所述汽水分离器输入口之间的所述回流管路上，所述三通阀的一端通过调节管路连接至所述汽水分离器输出口和所述高功率段引射器的回流口之间的所述回流管路；
所述低功率段引射器的输出口连接至所述高功率段引射器的输出口和所述阳极气体入口之间的所述进气管路，所述低功率段引射器的回流口连接至所述调节管路输出口和所述高功率段引射器的回流口之间的所述回流管路。
本实用新型一个较佳实施例中，所述高功率段引射器连接有高功率段比例阀，所述低功率段引射器连接有低功率段比例阀。
本实用新型一个较佳实施例中，还包括控制器，所述控制器与所述高功率段引射器和所述三通阀连接；所述控制器用于获取燃料电池电堆的运行功率，并用于控制所述三通阀的开度或所述高功率段引射器的启闭。
本实用新型一个较佳实施例中，所述高功率段比例阀和所述高功率段引射器为一体式结构，所述低功率段比例阀和所述低功率段引射器为一体式结构。
本实用新型一个较佳实施例中，所述汽水分离器的一端设置有排水管道。
本实用新型一个较佳实施例中，所述控制器以燃料电池电堆的运动功率为限定条件，设定为所述高功率段引射器的启动或所述三通阀的开度调节条件。
本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：
本实用新型提供了一种种燃料电池氢气子系统双引射器结构，该结构在汽水分离器前端添加三通阀，配合双引射进气结构，实现对燃料电池电堆不同功率下的氢气进气湿度的调节，避免了燃料电池电堆局部膜干或水淹现象，实现了燃料电池系统在全功率点的水平衡。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；
图1是本实用新型的优选实施例的一种燃料电池氢气子系统双引射器结构的示意图；
图中：1、进气管路；2、回流管路；3、调节管路；4、低功率段引射器；5、低功率段比例阀；6、高功率段引射器；7、高功率段比例阀；8、三通阀；9、汽水分离器；10、燃料电池电堆。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
在本实施例的描述中，需要说明的是，“高功率段引射器6”和“低功率段引射器4”两者是同种或不同规格的引射器，但是这种引射器都是具有输入口、输出口和回流口的，工作原理相同。这里的“高功率段引射器6”和“低功率段引射器4”是依据结构对于不同燃料电池电堆10运行功率的启闭状态的定义，即燃料电池电堆10运行功率为高功率时，“高功率段引射器6”启动，反之“高功率段引射器6”关闭。
如图1所示，本实施例提供了一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，包括：进气管路1、回流管路2、高功率段引射器6、低功率段引射器4、汽水分离器9和三通阀8。
进气管路1中设置有高功率段引射器6，高功率段引射器6的输出口与燃料电池电堆10的阳极气体入口连通，回流管路2中设置有汽水分离器9。
三通阀8位于燃料电池电堆10的阳极气体出口和汽水分离器9输入口之间的回流管路2上，三通阀8的一端通过调节管路3连接至汽水分离器9输出口和高功率段引射器6的回流口之间的回流管路2。
低功率段引射器4的输出口连接至高功率段引射器6的输出口和阳极气体入口之间的进气管路1，低功率段引射器4的回流口连接至调节管路3输出口和高功率段引射器6的回流口之间的回流管路2。
本实施例中高功率段引射器6连接有高功率段比例阀7，低功率段引射器4连接有低功率段比例阀5。高功率段比例阀7和高功率段引射器6为一体式结构，低功率段比例阀5和低功率段引射器4为一体式结构。本实施例将引射器和比例阀组合并进行了集成式设计，通过比例阀对于引射器前端压力的控制，保证了回流量和部分新鲜氢气的供给，迅速相应燃料电池电堆10的运行功率的需求。
本实施例中还包括控制器，控制器与高功率段引射器6和三通阀8连接；控制器用于获取燃料电池电堆10的运行功率，并用于控制三通阀8的开度或高功率段引射器6的启闭。控制器以燃料电池电堆10的运动功率为限定条件，设定为高功率段引射器6的启动或三通阀8的开度调节条件。
汽水分离器9的一端设置有排水管道。
本实施例提供了一种燃料电池氢气子系统双引射器结构的控制方法：
当燃料电池电堆10运行在低功率段时，低功率段引射器4、低功率段比例阀5工作，高功率段引射器6、高功率段比例阀7不工作，通过调节三通阀8开度控制回流气体经过汽水分离器9的比例，从而达到调节氢气进气湿度，避免燃料电池系统在低功率段出现膜干的现象；
当燃料电池电堆10运行在中功率段时，低功率段引射器4、低功率段比例阀5、高功率段引射器6和高功率段比例阀7均工作，此时调节三通阀8，使回流气体部分经过汽水分离器9，使氢气进气湿度达到适中，从而达到调节氢气进气湿度；
当燃料电池电堆10运行在高功率段时，低功率段引射器4、低功率段比例阀5、高功率段引射器6和高功率段比例阀7均工作，此时调节三通阀8，使回流气体全部经过汽水分离器9，使氢气进气湿度达到最低，避免燃料电池系统出现水淹现象。
上述的“燃料电池电堆10运行在低功率段”、“燃料电池电堆10运行在中功率段”和“燃料电池电堆10运行在高功率段”表示为燃料电池电堆10当前的运行功率占额定功率的百分比。例如，比如额定功率为100kW的燃料电池电堆10，则低功率段为0%～30%，即30kW以下；中功率段为30～60%，即30～60kW；高功率段为60%～100%，即60～100kW。
其中，本实施例中的运行功率的测量方式是通过交流阻抗，通过DC发出电流扰动，经过傅立叶变换得到电池阻抗，进而得到当前电池电堆的运行功率。
以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (6)
1.一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，其特征在于，包括：进气管路、回流管路、高功率段引射器、低功率段引射器、汽水分离器和三通阀；
所述进气管路中设置有所述高功率段引射器，所述高功率段引射器的输出口与燃料电池电堆的阳极气体入口连通，所述回流管路中设置有所述汽水分离器；
所述三通阀位于所述燃料电池电堆的阳极气体出口和所述汽水分离器输入口之间的所述回流管路上，所述三通阀的一端通过调节管路连接至所述汽水分离器输出口和所述高功率段引射器的回流口之间的所述回流管路；
所述低功率段引射器的输出口连接至所述高功率段引射器的输出口和所述阳极气体入口之间的所述进气管路，所述低功率段引射器的回流口连接至所述调节管路输出口和所述高功率段引射器的回流口之间的所述回流管路。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，其特征在于：所述高功率段引射器连接有高功率段比例阀，所述低功率段引射器连接有低功率段比例阀。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，其特征在于：还包括控制器，所述控制器与所述高功率段引射器和所述三通阀连接；所述控制器用于获取燃料电池电堆的运行功率，并用于控制所述三通阀的开度或所述高功率段引射器的启闭。
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，其特征在于：所述高功率段比例阀和所述高功率段引射器为一体式结构，所述低功率段比例阀和所述低功率段引射器为一体式结构。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，其特征在于：所述汽水分离器的一端设置有排水管道。
6.根据权利要求3所述的一种燃料电池氢气子系统双引射器结构，其特征在于：所述控制器以燃料电池电堆的运动功率为限定条件，设定为所述高功率段引射器的启动或所述三通阀的开度调节条件。
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| CN117039056A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 上海徐工智能科技有限公司 | 一种大功率燃料电池氢气循环系统及排氮控制方法 |
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| CN117039056B (zh) * | 2023-10-09 | 2024-02-02 | 上海徐工智能科技有限公司 | 一种大功率燃料电池氢气循环系统及排氮控制方法 |
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