一种排水阀装置及燃料电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及排水阀技术领域，尤其是涉及一种排水阀装置及燃料电池系统。


背景技术：

2.燃料电池在运行过程中，需要不断供给氢气和空气进行反应，产生电能，最终驱动燃料电池车辆的运行。通常氢气反应后，通过分水器排出燃料电池反应产生的水分和未反应的氢气。分水器将气体和水分分离，气体通过尾排管直接排到大气中，未反应的氢气造成了能源浪费。
3.因此，如何提高氢气的利用率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种排水阀装置，能够提高水气分离度。
5.本实用新型的第二个目的是提供一种燃料电池系统。
6.为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：
7.一种排水阀装置，包括分水器、排水阀和排气阀；
8.所述排水阀和所述排气阀均设置在所述分水器上，所述排水阀与尾排管导通连接，所述排气阀设置在所述排水阀的上方，与所述尾排管导通连接；
9.所述分水器上还开设有与引射器导通的排气孔，所述引射器的入口与供氢系统导通连接，所述引射器的出口与电堆的入口导通连接，所述电堆的出口与所述分水器的水气混合器进口导通连接。
10.在一个具体的实施方案中，所述排水阀设置在所述分水器的底端；
11.所述排气孔开设在所述分水器的顶端。
12.在另一个具体的实施方案中，所述供氢系统与所述引射器之间通过喷射器导通。
13.在另一个具体的实施方案中，所述排水阀装置还包括安装在所述分水器内的液位开关；
14.所述液位开关与所述排水阀电连接，所述排水阀通电时打开，断电时闭合；
15.当所述分水器内的液位到达排水液位时，所述液位开关闭合，与所述排水阀形成通路，所述排水阀打开。
16.在另一个具体的实施方案中，所述排水阀、所述排气阀和所述液位开关均集成在所述分水器上。
17.在另一个具体的实施方案中，所述喷射器、所述引射器、所述分水器、所述排水阀、所述排气阀和所述液位开关集成一体连接。
18.在另一个具体的实施方案中，所述排水阀装置还包括液位传感器和电池控制器；
19.所述电池控制器分别与所述液位传感器及所述排水阀信号连接；
20.所述液位传感器用于采集所述分水器内液位高度，所述电池控制器控制所述排水
阀的开关。
21.在另一个具体的实施方案中，所述排水阀、所述排气阀和所述液位传感器均集成在所述分水器上。
22.在另一个具体的实施方案中，所述喷射器、所述引射器、所述分水器、所述排水阀、所述排气阀和所述液位传感器集成一体连接。
23.根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。
24.使用本实用新型提供的排水阀装置时，供氢系统通过引射器向电堆提供氢气，进入电堆未反应的氢气进入分水器内，经过分水器分水后，液体沉入分水器底端，通过排水阀排入尾排管，气体通过排气孔进入引射器，通过引射器再次进入电堆参与反应，提高了氢气利用率。此外，经过分水器将氢气中混杂的水分除去再进入电堆，保护了燃料电池系统。经过一定时间后，可以打开排气阀将分水器内的气体排入尾气管内排出。
25.为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下方案：
26.一种燃料电池系统，包括如上述任意一项所述的排水阀装置。
27.由于本实用新型公开的燃料电池系统包括上述任意一项中的排水阀装置，因此，排水阀装置所具有的有益效果均是本实用新型公开的燃料电池系统所包含的。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型提供的排水阀装置的结构示意图。
30.其中，图1中：
31.分水器1、排水阀2、排气阀3、尾排管4、排气孔101、喷射器5、液位传感器6、电池控制器7、电堆8、供氢系统9、引射器10。
具体实施方式
32.为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
33.如图1所示，本实用新型提供了一种排水阀装置，其中，排水阀装置包括分水器1、排水阀2和排气阀3。
34.排水阀2和排气阀3均设置在分水器1上，排水阀2和排气阀3均与尾排管4导通连接，排气阀3设置在排水阀2的上方，用于排出分水器1分离出的气体，排水阀2用于排出分水器1分离出的液体。排水阀2将分水器1 中的水分及时排出，若水分在分水器1滞留过多，氢气不能很好的实现循环，会降低整车系统的氢气利用率，严重时会导致系统水淹，对燃料电池造成不可逆的损坏。
35.分水器1上还开设有与引射器10导通的排气孔101，引射器10的入口与供氢系统9导通连接，引射器10的出口与电堆8的入口导通连接，电堆8的出口与分水器1的水气混合器
进口导通连接。
36.使用本实用新型提供的排水阀装置时，供氢系统9通过引射器10向电堆 8提供氢气，进入电堆8未反应的氢气进入分水器1内，经过分水器1分水后，液体沉入分水器1底端，通过排水阀2排入尾排管4，气体通过排气孔101进入引射器10，通过引射器10再次进入电堆8参与反应，提高了氢气利用率。此外，经过分水器1将氢气中混杂的水分除去再进入电堆8，保护了燃料电池系统。经过一定时间后，可以打开排气阀3将分水器1内的气体排入尾气管内排出。
37.在其中一些实施例中，排水阀2设置在分水器1的底端，即分水器1的底端开排水口，排水阀2安装在排水口处。
38.在其中一些实施例中，排气孔101开设在分水器1的顶端，便于分水器1 分离出的氢气沿着分水器1排出到引射器10内，实现氢气的重复利用。
39.在其中一些实施例中，排水阀装置还包括安装在分水器1内的液位开关，液位开关与排水阀2电连接，排水阀2通电时打开，断电时闭合。当分水器1 内的液位未达到排水液位时，液位开关处于打开的状态，此时，液位开关与排水阀2是断路状态，排水阀2未得电，处于闭合的状态，分水器1的液体不能通过排水阀2排出。当分水器1内的液位到达排水液位时，液位开关闭合，与排水阀2形成通路，排水阀2打开。
40.具体地，液位开关可以是机械式的液位开关，也可以是电控的液位开关。
41.进一步地，排水阀2、排气阀3和液位开关均集成在分水器1上，提高了供氢系统9的集成度。
42.进一步地，本实用新型公开了供氢系统9与引射器10之间通过喷射器5 导通，便于氢气进入电堆8。
43.进一步地，本实用新型公开了喷射器5、引射器10、分水器1、排水阀2、排气阀3和液位开关集成一体连接。
44.在其它一些实施例中，排水阀装置还包括液位传感器6和电池控制器7，电池控制器7分别与液位传感器6及排水阀2信号连接，液位传感器6用于采集分水器1内液位高度，电池控制器7控制排水阀2的开关。
45.电池控制器7与排气阀3也信号连接，通过电池控制器7控制排气阀3 的开闭，需要说明的是，排气阀3也可以单接开关，通过手动控制开闭。
46.排水阀2受燃料电池控制器7控制，燃料电池控制器7fcu实时采集液位传感器6信号，燃料电池控制器7根据液位开关信号控制排水阀2工作，当液位控制器信号为1时，开启排水阀2工作一定时间，开启固定时间后关闭，当下一次检测到液位传感器6信号再次为1时，再次开启，循环往复。
47.排水阀2开启时间根据分水器1中储水容量核算，并进行标定。
48.进一步地，本实用新型公开了排水阀2、排气阀3和液位传感器6均集成在分水器1上，提高了供氢系统9的集成度。
49.进一步地，本实用新型公开了喷射器5、引射器10、分水器1、排水阀2、排气阀3和液位传感器6集成一体连接。
50.本实用新型另一方面提供了一种燃料电池系统，包括如上述任意一项实施例中的排水阀装置。
51.由于本实用新型公开的燃料电池系统包括上述任意一项实施例中的排水阀装置，因此，排水阀装置所具有的有益效果均是本实用新型公开的燃料电池系统所包含的。
52.需要说明的是，本文中表示方位的词，例如，上下等均是以图1的方向进行的设定，仅为了描述的方便，不具有其它特定含义。
53.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。