[发明专利]一种燃料电池氢气循环系统、氢气回路控制方法及排氢排水方法

权利要求书

1.一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述系统包括燃料电池堆、氢进阀、分水器、排氢阀、排水阀和氢气循环泵，所述氢进阀的出口与燃料电池堆的氢气入口连接，所述分水器的入口与燃料电池堆的出口连接，所述分水器的气出口分别与氢气循环泵的入口和排氢阀的入口连接，所述氢气循环泵的出口与燃料电池堆的氢气入口连接形成氢气反馈回路，所述分水器的水出口通过管路与排水阀的入口连接；

连接所述分水器的气出口与排气阀的管路低于氢气循环泵及氢气反馈回路；当打开氢气循环泵使其运转时，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口；当关闭氢气循环泵使其停转时，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出；

排水阀与氢气循环泵联动控制，通过改变氢气循环泵转速、排水阀开启周期和开启时间，调控排水；排氢阀与氢气循环泵、氢进阀联动控制，通过调节氢进阀的开启频率提升氢进压力，在氢气循环泵停机的条件下改变排氢阀开启周期和开启时间，调控排氢；排水阀和排氢阀计算控制的优先级为：先判断排水状态是否异常，再判断排氢状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分水器中，进口和气出口设置在分水器的侧面，水出口设置在分水器的下部。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括空气回路和冷却水回路。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料电池堆上设置有压力监控单元，用于监测燃料电池堆的氢气压力。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料电池堆上设置有电流监控单元，用于监测燃料电池堆中的输出电流。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料电池堆上设置有电压监控单元，用于监测燃料电池堆中单体电池片的单体电压。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，监测燃料电池堆中每一片单体电池片的单体电压，用于计算平均电压V_p。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，监测燃料电池堆出口附近的m片单体电池片的单体电压，m≥1，用于计算m片单体电池的平均电压V_pm，m占单体电池片总片数n的15％～25％。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n≥2。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n≥5。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n在20～400范围内。

12.一种燃料电池氢气回路控制方法，其特征在于，所述方法包括：

打开氢气循环泵使其运转，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口；

或者，关闭氢气循环泵使其停转，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出。

13.一种燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述方法包括：

排水阀与氢气循环泵联动控制，通过改变氢气循环泵转速、排水阀开启周期和开启时间，调控排水；

排氢阀与氢气循环泵、氢进阀联动控制，通过调节氢进阀的开启频率提升氢进压力，在氢气循环泵停机的条件下改变排氢阀开启周期和开启时间，调控排氢。

14.根据权利要求13所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，排水阀和排氢阀计算控制的优先级为：先判断排水状态是否异常，再判断排氢状态是否异常。