一种氢燃料电池发动机阳极压力控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种氢燃料电池发动机阳极压力控制装置，属于氢燃料设备领域。

背景技术：

氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。

由于燃料电池本身的特殊性，在电堆阳极不仅需要期望的氢气量，还需要可控的氢气压力，即对燃料电池阳极压力进行严格控制，在中压 ( 或高压 ) 氢燃料电池系统中，如果将高压氢罐供给的氢气直接经减压阀输送到燃料电池阳极端，由于阴极端压力变化范围大，易造成膜两端压差变化较大，导致电堆膜的损坏，降低电堆寿命，目前，针对低压系统压力控制方案的不足，中高压燃料电池系统中多采用压力跟随阀来调节阳极的压力，阳极压力随着阴极压力的变化而变化，这样虽然可以使阴阳两极压差保持在一定范围内，但无法实现阳极压力的主动控制，同时快速性较差。

技术实现要素：

本实用新型提出一种氢燃料电池发动机阳极压力控制装置，解决了现有的技术领域中，无法实现阳极压力的主动控制，同时快速性较差的问题，该控制装置设置调节阀，根据压力传感器检测的压力调节阳极压力，设置泄压阀减小阳极压力，又通过密闭活塞随阳极压力变化而移动，从而通过泄压器泄压，能够有效地控制阳极的压力，实现阳极压力的连续变化，满足燃料电池对阳极压力的需求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种氢燃料电池发动机阳极压力控制装置，包括阳极反应腔，所述阳极反应腔一侧通过氢气管道连接高压氢气储罐，所述氢气管道上安装有减压阀、调节阀与压力检测器，所述阳极反应腔另一侧连接泄压阀，所述阳极反应腔内设有压力传感器，所述压力传感器一端电性连接控制器，所述阳极反应腔内还设有密闭活塞，所述密闭活塞顶部连接弹簧，所述弹簧顶端连接阳极反应腔顶部，所述阳极反应腔一侧设有泄压器，所述泄压器一侧连接回收槽，所述回收槽一侧连接回收管路，所述回收管路上安装有加压泵。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述调节阀为 PWM 信号动态调节比例阀。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述泄压器包括多个泄压孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述泄压阀为氢气排出阀。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弹簧为高灵敏性弹簧，且所述弹簧处于自然状态时密闭活塞所处的位置对应一个标准的阳极压力。

本实用新型所达到的有益效果是：该控制装置设置调节阀，根据压力传感器检测的压力调节阳极压力，设置泄压阀减小阳极压力，又通过密闭活塞随阳极压力变化而移动，从而通过泄压器泄压，能够有效地控制阳极的压力，实现阳极压力的连续变化，满足燃料电池对阳极压力的需求。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体连接图；

图2是本实用新型的阳极反应腔结构图；

图中：1、阳极反应腔；2、氢气管道；3、高压氢气储罐；4、减压阀；5、调节阀；6、压力检测器；7、泄压阀；8、压力传感器；9、控制器；10、密闭活塞；11、弹簧；12、泄压器；13、回收槽；14、回收管路；15、加压泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型提供一种氢燃料电池发动机阳极压力控制装置，包括阳极反应腔1，阳极反应腔1通入氢气反应，阳极反应腔1一侧通过氢气管道2连接高压氢气储罐3，高压氢气储罐3储备有高压氢气，通过氢气管道2进入阳极反应腔1，氢气管道2上安装有减压阀4、调节阀5与压力检测器6，减压阀4对高压氢气降压，调节阀5使氢气流量动态变化，压力检测器6实时检测压力，阳极反应腔1另一侧连接泄压阀7，排出氢气泄压，阳极反应腔1内设有压力传感器8，检测阳极反应腔1内的压力，压力传感器8一端电性连接控制器9，控制器9一端电性连接调节阀5与泄压阀7，控制器9通过得知压力传感器8的变化，来控制泄压阀7与调节阀5，阳极反应腔1内还设有密闭活塞10，密闭活塞10可上下移动，密闭活塞10顶部连接弹簧11，弹簧11拉动密闭活塞10，弹簧11顶端连接阳极反应腔1顶部，阳极反应腔1一侧设有泄压器12，用来方便泄压，泄压器12一侧连接回收槽13，回收氢气，回收槽13一侧连接回收管路14，回收管路14上安装有加压泵15回收的氢气重新加压。

调节阀为 PWM 信号动态调节比例阀，使氢气流量动态变化，从而调节阳极压力。

泄压器12包括多个泄压孔，用来方便泄压。

泄压阀7为氢气排出阀，排出氢气泄压。

弹簧11为高灵敏性弹簧，且弹簧11处于自然状态时密闭活塞10所处的位置对应一个标准的阳极压力，当阳极的压力过大，弹簧11处于压紧状态，气体即可通过泄压器12泄压。

本实用新型在使用时，该控制装置设置调节阀5，高压氢气储罐3储备有高压氢气，通过氢气管道2进入阳极反应腔1，减压阀4对高压氢气降压，调节阀5使氢气流量动态变化，压力检测器6实时检测压力，根据压力传感器8检测的压力调节阳极压力，设置泄压阀7减小阳极压力，又通过密闭活塞10随阳极压力变化而移动，当阳极的压力过大，弹簧11处于压紧状态，气体即可通过泄压器12泄压，能够有效地控制阳极的压力，实现阳极压力的连续变化，满足燃料电池对阳极压力的需求。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。