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一种闭环加压的燃料电池水管理系统及控制方法技术方案

技术编号:26176485 阅读:65 留言:0更新日期:2020-10-31 14:15
本发明专利技术公开了一种闭环加压的燃料电池水管理系统及控制方法,包括氧气供给系统、压力控制系统;所述氧气供给系统包括燃料电池电堆、加热加湿器、三通阀a、空气压缩机、气水分离器、电动循环气泵、三通阀b、流量计、储水箱、阀门开度传感器;所述的压力控制系统包括压力传感器a(4)、压力传感器b(7)、电压检测装置(5)、比较器(20)、PLC控制器(17)、蓄电池(15);本发明专利技术将整个氧气回路封闭起来加压,使整体压力上升,电堆内部流道受压更加均匀,避免尾部流道水淹时,加压效果不明显,其闭环控制系统采用负反馈控制控制的方法,可以有效抑制被控制量产生的影响,控制精度高,系统运行稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种闭环加压的燃料电池水管理系统及控制方法
本专利技术涉及一种闭环加压的燃料电池水管理系统及其控制方法,属于燃料电池水管理

技术介绍
随着人类科学技术的发展和应用,当今的节约能源和环境保护已成为人类社会可持续发展战略的核心,是影响当今世界各国能源决策和科技导向的关紧因素。同时,它也是促进能源科技发展的巨大动力,20世纪建立起来的庞大能源系统已无法适应未来社会对高效、清洁、经济、安全的能源体系的要求,能源发展正面临着巨大的挑战。燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池与一般发电装置的不同之处是直接通过电化学反应将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能,能量转化率高,对环境无污染,具有广阔的发展前景。燃料电池可以是理想的全固态机械结构,即没有可移动的部件,这样的系统具有高可靠性和长寿命。并且在燃料电池以氢气和氧气为燃料时生成水,没有污染,对环境比较友好。氢燃料电池的性能受燃料电池中的水的量和分布的影响。过多的水可能导致性能恶化,然而由于燃料电池的干涸而导致过少的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闭环加压的燃料电池水管理系统,其特征在于,包括氧气供给系统、压力控制系统;/n所述氧气供给系统包括燃料电池电堆(6)、加热加湿器(3)、三通阀a(2)、空气压缩机(1)、气水分离器(8)、电动循环气泵(9)、三通阀b(10)、流量计(11)、储水箱(12)、阀门开度传感器(13);/n燃料电池电堆(6)上有两个形成氧气循环回路的通道,第一个是氧气输送管路,氧气输送管路上空气压缩机(1)将空气压缩之后通过三通阀a(2)用管路将压缩空气输送到燃料电池电堆(6)里,加热加湿器(3)位于三通阀a(2)和燃料电池电堆(6)之间;/n第二个是氧气排放通道,氧气排放通道上依次设置气水分离器(8)、电...

【技术特征摘要】
1.一种闭环加压的燃料电池水管理系统,其特征在于,包括氧气供给系统、压力控制系统;
所述氧气供给系统包括燃料电池电堆(6)、加热加湿器(3)、三通阀a(2)、空气压缩机(1)、气水分离器(8)、电动循环气泵(9)、三通阀b(10)、流量计(11)、储水箱(12)、阀门开度传感器(13);
燃料电池电堆(6)上有两个形成氧气循环回路的通道,第一个是氧气输送管路,氧气输送管路上空气压缩机(1)将空气压缩之后通过三通阀a(2)用管路将压缩空气输送到燃料电池电堆(6)里,加热加湿器(3)位于三通阀a(2)和燃料电池电堆(6)之间;
第二个是氧气排放通道,氧气排放通道上依次设置气水分离器(8)、电动循环气泵(9)、三通阀b(10);三通阀a(2)的一端和三通阀b(10)的一端相连,三通阀b(10)的排气口端将废气排出;所述气水分离器(8)将出气通道的氧气、水分开,其中氧气依次流经电动循环气泵(9)、三通阀b(10)的两端至排气口;其中水分流入到储水箱(12)中,气水分离器(8)和储水箱(12)之间设有流量计(11),三通阀b(10)排气口端设有阀门开度传感器(13);
所述的压力控制系统包括压力传感器a(4)、压力传感器b(7)、电压检测装置(5)、比较器(20)、PLC控制器(17)、蓄电池(15);燃料电池电堆(6)上设有电池电压监测装置(5),所述电池电压监测装置(5)通过电压监测装置控制线束(18)和PLC控制器(17)相连,燃料电池电堆(6)的氧气进口处设有压力传感器a(4),压力传感器a(4)通过压力传感器a控制线束(19)和比较器(20)相连,比较器(20)通过比较器控制线束(22)和PLC控制器(17)相连,燃料电池电堆(6)尾部排气口处设有压力传感器b(7),压力传感器b(7)通过压力传感器b控制线束(21)与比较器(20)相连,蓄电池(15)通过PLC控制器电源线束(24)和PLC控制器(17)相连;
流量计(11)通过流量计控制线束(23)和PLC控制器(17)相连,电动循环气泵(9)通过电动循环气泵电源线束(25)与蓄电池(15)相连,三通阀b(10)通过三通阀b控制线束(26)和PLC控制器(17)相连,阀门开度传感器(13)通过阀门开度传感器控制线束(27)和PLC控制器(17)...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐晓明梅楠胡昊李辰
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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