[发明专利]一种适用于燃料电池系统阳极自排水的方法

权利要求书

1.一种适用于燃料电池系统阳极自排水的方法，包括集成式的燃料电池系统，它们为上层集成的DCDC组件，中层集成的电堆组件和下层集成的BOP组件，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤1：根据燃料电池系统的电堆特性，将电堆供氢后持续供电后，阳极出口压力给定为阳极额定压力P_出额，1.5barg≤P_出额≤2barg；

步骤2：根据燃料电池系统的电堆特性，给出阳极入口压力P_入额，1.5barg≤P_入额≤2barg；

步骤3：根据集成布置的高度差，计算排水管储水后形成水压P_水，P_水＝密度*gh，P_水≤0.05bar；

步骤4：机械排水阀的开启压力设计为P_开＝P_出额+△P₁，其中，△P₁P_水,且P_出额+△P ₁P_入额；

步骤5：机械排水阀的关闭压力设计为P_关＝P_出额-△P₂；其中，P_水△P₂0.1barg；

步骤6：当燃料电池系统启动，进入额定工况后，FCU通过对氢气循环泵或氢引射器控制，使燃料电池系统阳极出口压力P_氢出在P_额定+△P₁和P_额定-△P₂之间波动；

步骤7：燃料电池阳极回路，经过螺旋分水器后，将需排出的水逐步储存到排水管中，直至达到分水器的出水口；

步骤8：当排水管中储满水，且燃料电池系统阳极出口压力P_氢出达到P_出额+△P₁时，达到机械排水阀打开压力P_开，机械排水阀自动打开，燃料电池系统阳极自排水开启；

步骤9：当排水管中水排空时，且燃料电池系统阳极出口压力P_氢出低于P_出额-△P₁时，达到机械排水阀关闭压力P_关，机械排水阀自动关闭，燃料电池系统阳极自排水关闭；

步骤10：以上为最为简单的燃料电池阳极自分水控制步骤，在实际操作中，通过调试，标定△P₁和△P₂值，可实现燃料电池系统阳极回路的自排水功能。

2.根据权利要求1所述的一种适用于燃料电池系统阳极自排水的方法，其特征在于：所述集成式的燃料电池系统的高度在800mm～1000mm。

3.根据权利要求1所述的一种适用于燃料电池系统阳极自排水的方法，其特征在于：当燃料电池系统需求对阳极回路排氮时，继续提升燃料电池系统阳极出口压力P_氢出，此时燃料电池阳极回路实现快速排水后，排出阳极回路中的混杂氮气，实现排氮功能。

4.根据权利要求1所述的一种适用于燃料电池系统阳极自排水的方法，其特征在于：所述步骤3中的高度差为螺旋分水器的出水口与机械排水阀的布置存在高度差h≈500mm。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种适用于燃料电池系统阳极自排水的方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤1：根据燃料电池系统的电堆特性，将电堆供氢后持续供电后，阳极出口压力给定为阳极额定压力P_出额＝1.5barg；

步骤2：根据燃料电池系统的电堆特性，给出阳极入口压力P_入额＝1.5barg；

步骤3：根据集成布置的高度差，计算排水管储水后形成水压P_水＝0.05bar左右。