1.本实用新型涉及燃料电池技术领域,具体涉及一种燃料电池排水系统以及车辆。
背景技术:2.燃料电池是一种可以将化学物质中储存的化学能通过电化学反应直接转变成电能的装置。燃料电池具有能量转换效率高、清洁无污染、燃料来源多样化等优点。因此,燃料电池受到广泛关注。
3.燃料电池在发电过程中,氢气路会有水产生,需要通过分水器将液态水分离排出,因此需要确定排水阀开启时间及周期,但随着电堆性能下降,氢气路水量下降,分水器排水时不可避免的发生排气,影响发动机性能。
4.现有技术中通过以下两种方式克服以上技术问题:
5.第一种、分水器盖板更换为透明盖板,通过目测确定阳极侧液态水全部排出的同时不排出回流气体的时间,确定排水阀开启时间;
6.第一种、采集氢喷参数,控制器识别排水阀状态是否存在一场的可能,如果不存在,则排水阀正常;如果存在异常的可能,进一步分析氢喷参数波动量,进行排氢阀状态判断;若排氢阀开启时,氢喷参数波动量高于阈值一,则判定排水阀排气,否则排水阀正常;若排氢阀关闭时,氢喷参数波动量高于阈值二,则判定排水阀排气,否则排水阀正常。(出处:《用于燃料电池发动机排水阀的自动监控装置及其标定方法》,专利申请号:202110954927.9)
7.但是现有技术中依然存在缺点:
8.第一种技术方案需要定制分水器透明盖板,成本高,制作周期长;
9.第一种技术方案需要增加试验,标定排水阀开启时间及周期,时间成本高;且随电堆运行,电堆性能下降,相同时间内分水器中分离出的阳极液态水量下降,若排水阀开启时间不变,则排水阀开启时会不可避免的排出回流气体,影响发动机性能,增加成本。
技术实现要素:10.本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种通过在排水阀前端保留少量水进行液封的方法,避免了排水时排气的缺点的燃料电池排水系统以及车辆。
11.为了解决上述技术问题,本实用新型采用的第一种技术方案为:
12.一种燃料电池排水系统,包括控制器、分水器、排水阀以及感应组件,所述分水器内具有水槽,所述水槽的底部与排水阀连通;
13.所述感应组件包括光源和光敏电阻,所述光源和光敏电阻分别设置在水槽互为对向的侧壁上,所述光源和光敏电阻位于不同的水平面上;
14.所述控制器根据光敏电阻控制排水阀开度。
15.为了解决上述技术问题,本实用新型采用的第二种技术方案为:
16.一种上述的燃料电池排水系统的控制方法,
17.判断分水器内水槽液位,是否达到排放要求,若否则不动作,若是则进行排放同时在排放的过程中判断光敏电阻是否受到照射,若否则继续排放,若是则停止排放。
18.为了解决上述技术问题,本实用新型采用的第三种技术方案为:
19.一种车辆,包括上述的燃料电池排水系统。
20.本实用新型的有益效果在于:通过光源和光敏电阻位于不同的水平面上,当分水器中液态水液位高于排水阀液封阈值时,光源发射的激光落点位置在光敏电阻上方或下方此时,光敏电阻阻值最大,当分水器排水时,液位逐渐下降,当液位到达排水阀液封阈值时,由于光的折射,光源发射的光线使光敏电阻阻值大幅下降,此时关闭排水阀,排水阀前端仍有部分液态水进行液封,保证不会发生排气现象,且可省略排水阀开启时间与周期的标定试验,节省开发时间;也无需安装透明盖板,节省研发时间,可避免开启排水阀时排出回流气体,降低成本。
附图说明
21.图1为本实用新型具体实施方式的一种燃料电池排水系统的局部示意图;
22.图2为本实用新型具体实施方式的一种燃料电池排水系统的局部工作状态示意图。
具体实施方式
23.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
24.请参照图1以及图2,一种燃料电池排水系统,包括控制器、分水器、排水阀以及感应组件,所述分水器内具有水槽,所述水槽的底部与排水阀连通;
25.所述感应组件包括光源和光敏电阻,所述光源和光敏电阻分别设置在水槽互为对向的侧壁上,所述光源和光敏电阻位于不同的水平面上;
26.所述控制器根据光敏电阻控制排水阀开度。
27.从上述描述可知,通过光源和光敏电阻位于不同的水平面上,当分水器中液态水液位高于排水阀液封阈值时,光源发射的激光落点位置在光敏电阻上方或下方(如附图2中左图所示为上方的技术方案,以下说明以附图2的技术方案基础),此时,光敏电阻阻值最大,当分水器排水时,液位逐渐下降,当液位到达排水阀液封阈值时,由于光的折射,光源发射的光线使光敏电阻阻值大幅下降,此时关闭排水阀,排水阀前端仍有部分液态水进行液封,保证不会发生排气现象,且可省略排水阀开启时间与周期的标定试验,节省开发时间;也无需安装透明盖板,节省研发时间,可避免开启排水阀时排出回流气体,降低成本。
28.进一步的,所述分水器内还设置有上液位传感器,所述上液位传感器位于水槽内且位于光源和光敏电阻所在的水平面之上;
29.所述控制器根据上液位传感器控制排水阀开度。
30.从上述描述可知,通过增设上液位传感器,能够实现触发分水器排水时(排放阈值),液位逐渐下降,关闭排水阀的动作由感应组件进行控制。
31.进一步的,所述水槽内还设置有下液位传感器,所述下液位传感器所述光源和光敏电阻所在的水平面之间;
32.所述下液位传感器与控制器电性连接,所述控制器根据下液位传感器控制排水阀开度。
33.从上述描述可知,通过设置下液位传感器,设置下液位传感器与液封阈值位置相对应,使得水槽内能够保留足够的水,实现液封。
34.进一步的,所述控制器根据上液位传感器与下液位传感器触发的时间差控制排水阀的开启时间。
35.从上述描述可知,由于上液位传感器与下液位传感器触发的时间差能够证明液位的变化,一旦光敏电阻因为车辆波动而未发生准确的照射,通过该方式进行弥补,或者说保险,即触发时间差就是排水阀开启的时间长度。
36.进一步的,所述光源所在水平面低于光敏电阻,所述光源所发射线落点位于光敏电阻上方的水槽侧壁上。
37.从上述描述可知,通过光源不直射光敏电阻,通过分水器内液面下降到预定的液封阈值时,通过光线的折射,使得射线落点位于光敏电阻上,反馈于控制器,控制器控制排水阀关闭。
38.进一步的,所述光源为激光发送器。
39.实施例一
40.一种燃料电池排水系统,包括控制器、分水器、排水阀以及感应组件,所述分水器内具有水槽,所述水槽的底部与排水阀连通;
41.所述感应组件包括光源和光敏电阻,所述光源和光敏电阻分别设置在水槽互为对向的侧壁上,所述光源和光敏电阻位于不同的水平面上;
42.所述控制器根据光敏电阻控制排水阀开度。
43.所述分水器内还设置有上液位传感器,所述上液位传感器位于水槽内且位于光源和光敏电阻所在的水平面之上;
44.所述控制器根据上液位传感器控制排水阀开度。
45.所述光源所在水平面低于光敏电阻,所述光源所发射线落点位于光敏电阻上方的水槽侧壁上。
46.所述光源为激光发送器。
47.实施例二
48.一种燃料电池排水系统,与实施例一相同之处不再赘述,其中
49.所述水槽内还设置有下液位传感器,所述下液位传感器所述光源和光敏电阻所在的水平面之间;
50.所述下液位传感器与控制器电性连接,所述控制器根据下液位传感器控制排水阀开度。
51.所述控制器根据上液位传感器与下液位传感器触发的时间差控制排水阀的开启时间。
52.实施例三
53.一种实施例一或实施例二所述的燃料电池排水系统的控制方法,
54.判断分水器内水槽液位,是否达到排放要求,若否则不动作,若是则进行排放同时在排放的过程中判断光敏电阻是否受到照射,若否则继续排放,若是则停止排放。
55.所述分水器内水槽液位包括排放阈值与液封阈值;
56.计算排放阈值与液封阈值的触发时间差,根据触发时间差计算排放时间。
57.实施例四
58.一种车辆,包括实施例一或实施例二任意一项所述的燃料电池排水系统。
59.以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
技术特征:1.一种燃料电池排水系统,其特征在于,包括控制器、分水器、排水阀以及感应组件,所述分水器内具有水槽,所述水槽的底部与排水阀连通;所述感应组件包括光源和光敏电阻,所述光源和光敏电阻分别设置在水槽互为对向的侧壁上,所述光源和光敏电阻位于不同的水平面上;所述控制器根据光敏电阻控制排水阀开度。2.根据权利要求1所述的燃料电池排水系统,其特征在于,所述分水器内还设置有上液位传感器,所述上液位传感器位于水槽内且位于光源和光敏电阻所在的水平面之上;所述控制器根据上液位传感器控制排水阀开度。3.根据权利要求2所述的燃料电池排水系统,其特征在于,所述水槽内还设置有下液位传感器,所述下液位传感器所述光源和光敏电阻所在的水平面之间;所述下液位传感器与控制器电性连接,所述控制器根据下液位传感器控制排水阀开度。4.根据权利要求3所述的燃料电池排水系统,其特征在于,所述控制器根据上液位传感器与下液位传感器触发的时间差控制排水阀的开启时间。5.根据权利要求1所述的燃料电池排水系统,其特征在于,所述光源所在水平面低于光敏电阻,所述光源所发射线落点位于光敏电阻上方的水槽侧壁上。6.根据权利要求1所述的燃料电池排水系统,其特征在于,所述光源为激光发送器。7.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-6任意一项所述的燃料电池排水系统。
技术总结本实用新型涉及燃料电池技术领域,具体涉及一种燃料电池排水系统以及车辆,所述系统包括控制器、分水器、排水阀以及感应组件,所述分水器内具有水槽,所述水槽的底部与排水阀连通;所述感应组件包括光源和光敏电阻,所述光源和光敏电阻分别设置在水槽互为对向的侧壁上,所述光源和光敏电阻位于不同的水平面上;所述控制器根据光敏电阻控制排水阀开度;本实用新型的有益效果在于:当分水器排水时,液位逐渐下降,当液位到达排水阀液封阈值时,由于光的折射,光源发射的光线使光敏电阻阻值大幅下降,此时关闭排水阀,排水阀前端仍有部分液态水进行液封,保证不会发生排气现象。保证不会发生排气现象。保证不会发生排气现象。
技术研发人员:王琨 苗佩宇 张潇丹 方川
受保护的技术使用者:北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日:2022.05.05
技术公布日:2022/12/1