CN111029619B - 一种燃料电池氢气循环***、氢气回路控制方法及排氢排水方法 - Google Patents

一种燃料电池氢气循环***、氢气回路控制方法及排氢排水方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池氢气循环***、氢气回路控制方法及排氢排水方法。所述***包括燃料电池堆、氢进阀、分水器、排氢阀、排水阀和氢气循环泵，氢进阀的出口与燃料电池堆的氢气入口连接，分水器的入口与燃料电池堆的出口连接，分水器的气出口分别与氢气循环泵的入口和排氢阀的入口连接，氢气循环泵的出口与燃料电池堆的氢气入口连接形成氢气反馈回路，分水器的水出口通过管路与排水阀的入口连接；连接分水器的气出口与排气阀的管路低于氢气循环泵及氢气反馈回路。所述燃料电池氢气回路控制方法通过控制氢气循环泵的运转和停转，可实现氢气循环、防止氮气蓄积两种效果。本发明可以同时解决提高氢气利用率、防水淹和防氮气蓄积的问题。

Description

一种燃料电池氢气循环***、氢气回路控制方法及排氢排水 方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，涉及一种燃料电池氢气循环***、氢气回路控制方法及排氢排水方法。
背景技术
燃料电池，是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，其具有发电效率高、环境污染少等优点，具有广阔的应用前景。氢气作为燃料电池汽车的动力源，由于其本身的易燃易爆、难密封等问题，使得燃料电池汽车用供氢及氢气循环***存在一定的安全隐患。此外，氢气***流阻直接影响燃料电池的功率与氢燃料的利用率。
现有燃料电池氢气回路控制有的未考虑氢气利用率，导致排氢过多；有的考虑了排水控制但并未考虑排除氢气侧的氮气控制；有的虽考虑排氢排水或氢循环，但无法解决氢气利用率、防水淹和防氮气蓄积的问题。例如CN105742671A公开了一种燃料电池阳极间歇排氢***及其控制方法，包括：实时监测燃料电池电堆的电压及所述燃料电池电堆阳极出口处的氮气浓度；当确定所述燃料电池电堆在阳极排氢关闭期间的电压压降值大于预设的压降阈值时，控制所述燃料电池电堆阳极出口的氢气开始排放；当确定所述燃料电池电堆阳极出口处的氮气浓度小于预设的氮气浓度阈值时，控制所述燃料电池电堆阳极出口的氢气排放停止。但是，其无氢气循环结构，氢气利用率较低，且除氮气蓄积引起电压下降外，湿度过高或过低也可能引起电压下降，而且通过判断氮气浓度控制关阀也可能排放过多氢气而氮气并未排出导致氢浪费。CN108767293A公开了一种质子交换膜燃料电池汽车供氢及氢气循环***，包括加氢模块、储氢模块、调压模块和电堆氢气循环模块；加氢模块包括加氢口、单向阀和高压过滤器，所述加氢口一端连接有单向阀，且所述单向阀一端连接有高压过滤器，所述加氢模块通过高压过滤器连接储氢模块；所述储氢模块包括35MPa氢气瓶、瓶口阀、高压压力传感器、TPRD和溢流阀，其中一个所述瓶口阀一端连接高压压力传感器；所述调压模块包括减压阀、中压压力传感器、中压卸荷阀、放空口和中压过滤器，所述调压模块通过中压过滤器连接电堆氢气循环模块；所述电堆氢气循环模块包括比例电磁阀、低压压力传感器、低压卸荷阀、燃料电池电堆、氢水分离器、排氢电磁阀、排水电磁阀和氢气循环泵。其结构中包括排氢阀与排水阀，且包括氢气循环装置，但并未提及具体的阀门和氢气循环泵控制方法，无法达到液态水和气体杂质及时排出的效果。CN206806445U公开了一种零排放燃料电池间歇负压氢循环***装置，包括氢气进气阀、燃料电池电堆、氢气液态水过滤器、氢气排水阀、氢气循环泵、氢气出口阀，氢气进气阀的出口端通过管路连接燃料电池电堆的进口端，燃料电池电堆的出口端通过管路连接氢气出口阀的进口端，氢气出口阀的出口端通过管路连接氢气液态水过滤器的进口端，氢气液态水过滤器的出口端通过管路连接氢气循环泵的进口端，氢气循环泵的出口端通过管路连接燃料电池电堆的进口端，氢气液态水过滤器的下端通过管路连接有氢气排水阀，氢气进气阀的进口端连接氢气进气管。其仅考虑了排水，未考虑氮气等空气侧杂质向氢气侧的扩散，同时也未明确氢循环装置与各阀门的控制方式，无法达到气体杂质排出和保证氢气利用率的效果。
因而，结合燃料电池***的实际使用情况，同时解决提高氢气利用率、防水淹和防氮气蓄积的问题，具有重要的研究意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池氢气循环***、氢气回路控制方法及排氢排水方法。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种燃料电池氢气循环***，所述***包括燃料电池堆、氢进阀、分水器、排氢阀、排水阀和氢气循环泵，所述氢进阀的出口与燃料电池堆的氢气入口连接，所述分水器的入口与燃料电池堆的出口连接，所述分水器的气出口分别与氢气循环泵的入口和排氢阀的入口连接，所述氢气循环泵的出口与燃料电池堆的氢气入口连接形成氢气反馈回路，所述分水器的水出口通过管路与排水阀的入口连接，连接所述分水器的气出口与排气阀的管路低于氢气循环泵及氢气反馈回路。
本发明的***中，分水器的出口有两个，一个是气出口，另一个是水出口。其中，气出口有两个分支，一是与氢气循环泵的入口连接，所述氢气循环泵的出口与燃料电池堆的氢气入口连接形成氢气反馈回路；二是与排氢阀的入口连接。
本发明的***中，所述连接例如可以是使用管道连接。
本发明的***中，由于上述特定的连接关系，以及连接所述分水器的气出口与排气阀的管路低于氢气循环泵及氢气反馈回路，可以实现下述效果：当打开氢气循环泵使其运转时，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口；当关闭氢气循环泵使其停转时，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出。
优选地，所述分水器中，进口和气出口设置在分水器的侧面，水出口设置在分水器的下部。
优选地，所述***还包括空气回路和冷却水回路。
优选地，所述燃料电池堆上设置有压力监控单元，用于监测燃料电池堆的氢气压力。
优选地，所述燃料电池堆上设置有电流监控单元，用于监测燃料电池堆中的的输出电流。
优选地，所述燃料电池堆上设置有电压监控单元，用于监测燃料电池堆中单体电池片的电压。
优选地，监测燃料电池堆中每一片单体电池片的单体电压，用于计算平均电压Vp。
优选地，监测燃料电池堆出口附近的m片单体电池片的单体电压，m≥1，用于计算m片单体电池的平均电压Vpm，m占单体电池片总片数n的15％～25％(例如15％、16％、18％、20％、23％或25％等)。
需要说明的是，所述“燃料电池堆出口附近”指：选择最靠近燃料电池堆出口的占总片数n的15％～25％的单体电池片，若出现小数则四舍五入取整数。以n为100为例，选择最靠近燃料电池堆出口的占n的15％～25％的单体电池片，从15片到25片不等。
优选地，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n>2，例如n为2、4、5、8、10、15、20、30、40、50、60、70、80、100、120、150、160、180、200、220、245、280、300、320、340、360、375或400等，优选n≥5，进一步优选n在20～400范围内。
第二方面，本发明提供一种燃料电池氢气回路控制方法，所述方法包括：
打开氢气循环泵使其运转，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口。
或者，关闭氢气循环泵使其停转，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出。
第三方面，本发明提供一种燃料电池排氢排水方法，所述方法包括：
排水阀与氢气循环泵联动控制，通过改变氢气循环泵转速、排水阀开启周期和开启时间，调控排水，实现加速排水。
排氢阀与氢气循环泵、氢进阀联动控制，通过调节氢进阀的开启频率提升氢进压力，在氢气循环泵停机的条件下改变排氢阀开启周期和开启时间，调控排氢，实现加速排氢。
作为本发明所述排氢排水方法的优选技术方案，排水阀和排氢阀计算控制的优先级为：先判断排水状态是否异常，再判断排氢状态是否异常。通过上述优先级的设定，可以优先解决对燃料电池单体电池片发电性能差异影响更大的液态水的问题，更高效的提升燃料电池的性能。
在此优先级设定条件下，按照优先顺序判断运行状态，对相应的出现异常的情况进行解决。
若排水状态异常，不管排氢状态是否异常，均优先执行排水异常处理，排氢阀执行正常处理；
若排水状态无异常，再判断排氢状态是否异常，若排氢状态也无异常，则排水阀执行正常处理，排氢阀执行正常处理(此情况下二者之间无优先执行关系，可同步执行)；若排氢状态异常，则排氢阀执行排氢异常处理，排水阀执行正常处理(此情况下二者之间无优先执行关系，可同步执行)。
优选地，基于燃料电池堆出口附近单体电压状态，判断排水状态是否异常。
优选地，所述排水状态异常为：Vp-Vmp>预定电压V0，所述排水状态无异常为：Vp-Vmp≤预定电压V0。
本发明对预定电压V0的具体数值范围不作限定，本领域技术人员可以根据燃料电池堆的出厂技术参数确定V0，保证工作过程各单体电池片电压不超过既定值，确保发电一致性，例如可以是0.05V。
优选地，基于燃料电池堆的平均电压，判断排氢状态是否异常。
优选地，所述排氢状态异常为：Vp<预定电压V2，所述排氢状态无异常为：Vp≥预定电压V2。
本发明对预定电压V2的具体数值范围不作限定，本领域技术人员可以根据燃料电池堆出厂时的性能特性曲线确定V2，例如输出电流为50A时V2可以是0.8V。
优选地，若排水状态异常，则优先执行排水异常处理，排氢阀执行正常处理。当排水状态异常时，不管排氢状态是否异常，均优先执行排水异常处理，排氢阀执行正常处理。
若排水状态无异常，再判断排氢状态是否异常，若排氢状态也无异常，则优先排水阀执行正常处理，排氢阀执行正常处理；若排氢状态异常，则优先排氢异常处理，排水阀执行执行正常处理。
本发明所述排水阀执行正常处理为本领域操作排水阀的常规操作，本领域技术人员可以参照现有技术的方法进行操作。更优选地，本发明提供一种排水阀执行正常处理的方法，具体为：
根据燃料电池堆输出电流和燃料电池堆的温度，估算液态水量，计算排水阀开启时间tw0，按照预设周期Tw0，控制排水阀动作。
根据氢氧化学反应生成水和输出电流的关系，以及燃料电池堆的温度与饱和蒸气压的关系估算液态水量的方法为现有技术，本领域技术人员可以参照现有技术的方法进行估算，排水阀开启时间与液态水量以及排水阀控制的管道的管径等参数相关，本领域技术人员可以根据相应参数进行调控和实测标定。
优选地，所述排水异常处理为：若Vp与Vpm的差值高于预定值V0，则提升氢气循环泵的转速从S0变为S1，同时排水阀tw0开启时间增加至tw1，直到电压差不再高于V0。
关于氢气循环泵的转速提升幅度，以及排水阀开启时间的增加幅度，本领域技术人员可根据氢循环泵的转速-流量特性，以及排水阀开启时间调整后的单体电池片电压差异恢复速度进行调整，优选S1相对于S0提升15％～25％(例如15％、18％、19％、20％、22％或25％等)，tw1相对于tw0增加15％～25％(例如15％、18％、20％、21.5％、23％或25％等)。
优选地，若在排水阀开启时间处于tw1的状态下，Vp与Vpm的电压差为v1，v1>v0，则再次提升循环泵转速从S1变为S2，排水阀开启时间保持tw1，缩短排水阀开启周期至T1，直到电压差不再高于v1。
本发明所述排氢阀执行正常处理为本领域操作排氢阀的常规操作，本领域技术人员可以参照现有技术的方法进行操作。更优选地，本发明提供一种排氢阀执行正常处理的方法，具体为：
根据燃料电池堆输出电流和氢气压力，估算空气侧扩散到氢气侧的氮气量，计算排氢阀的开启时间th0，按照预设周期Th0，控制排氢阀动作。
根据燃料电池堆输出电流和氢气压力估算空气侧扩散到氢气侧的氮气量的方法为现有技术，需结合燃料电池堆内部质子交换膜的固有特性进行氮气传质计算，排氢阀开启时间与扩散氮气量以及排氢阀控制的管道的管径等参数相关，本领域技术人员可以根据相应参数进行调控和实测标定。
优选地，所述排氢异常处理为：若Vp低于预定值V2，则氢气循环泵停机，氢进阀增加开启频率使氢气压力从Ph0提升至Ph1，排氢周期从Th0延长至Th1，等待氮气在重力作用下蓄积，然后打开排氢阀，排氢开启时间根据压力Ph0与分水器出口到排氢阀的管路容积、排氢口直径等根据流体力学公式计算或者实测标定为th1，当Vp与V2的电压差恢复后，先恢复排氢周期Th0和排氢时间th0、开启氢气循环泵，且速度为S3，S3>S0，经过一个排氢周期Th0后，氢进压力下降至Ph0，然后恢复氢气循环泵转速S0。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的方法明确提出了控制算法的优先级与排氢周期、排氢时间、排水周期、排水时间的常规计算方法和异常计算方法，进而确定了排氢阀、排水阀和氢气循环泵的具体控制方法。可以同时解决提高氢气利用率、防水淹和防氮气蓄积的问题。
附图说明
图1为本发明燃料电池氢气循环***的结构示意图，其中，1-燃料电池堆，2-氢进阀，3-分水器，4-排水阀，5-排氢阀，6-氢气循环泵，7-单体电压监控单元；
图2a为燃料电池氢气循环***在氢气循环泵运转时的状态；
图2b为燃料电池氢气循环***在氢气循环泵停转时的状态；
图3为实施例3中排氢排水计算的优先级示意图；
图4为实施例3排水阀正常处理及异常处理流程，其中，小虚线框为正常处理流程；
图5为实施例3排氢阀正常处理及异常处理流程，其中，小虚线框为正常处理流程。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种燃料电池氢气循环***(其结构示意图参见图1，图中并未体现空气回路和冷却水回路)，包括中间的燃料电池堆1，左侧入口与氢进阀2连接，外部供给的氢气经过该氢进阀2进入燃料电池堆1，燃料电池堆1右侧出口连接分水器3，分水器3的水出口连接排水阀4，分水器3的气出口连接排氢阀5，同时分水器3的气出口连接氢气循环泵6的入口，氢气循环泵6的出口连燃料电池堆1的氢气入口形成氢气反馈回路，所述***还包括与燃料电池堆1连接的单体电压监控单元7，其中，分水器3气出口与排氢阀5之间的管路低于氢气循环泵6及氢气反馈回路，以便于氮气蓄积。
实施例2
本实施例提供一种燃料电池氢气回路控制方法，采用实施例1所述的燃料电池氢气循环***，通过控制氢气循环泵的运转和停转，分别实现氢气循环以及排出氮气防止氮气蓄积两种效果，所述燃料电池氢气循环***在氢气循环泵运转时的状态如图2a所示，所述燃料电池氢气循环***在氢气循环泵停转时的状态如图2b所示，所述方法包括：
打开氢气循环泵使其运转，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口(图中以虚线箭头的形式示意返回方向)。
关闭氢气循环泵使其停转，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积(图中以虚线椭圆的形式示意)，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出。
实施例3
本实施例提供一种燃料电池排氢排水方法，采用实施例1所述的燃料电池氢气循环***，所述方法包括：
排水阀与氢气循环泵联动控制，通过改变氢气循环泵转速、排水阀开启周期和开启时间，调控排水；
排氢阀与氢气循环泵、氢进阀联动控制，通过调节氢进阀的开启频率提升氢进压力，在氢气循环泵停机的条件下改变排氢阀开启周期和开启时间，调控排氢；
具体地，先判断排水状态是否异常，再判断排氢状态是否异常。
本实施例中，单体电池片的总片数n为150，平均电压为Vp，燃料电池堆出口附近的30片单体电池片的平均电压为Vmp。例如，电流为50A时，Vp为0.8V，Vmp为0.74V，V0为0.05V。
定义排水状态异常为：Vp-Vmp>预定电压V0，所述排水状态无异常为：Vp-Vmp≤预定电压V0。
定义排氢状态异常为：Vp<预定电压V2，所述排氢状态无异常为：Vp≥预定电压V2。
若排水状态异常，不管排氢状态是否异常，均优先执行排水异常处理，排氢阀执行正常处理；
若排水状态无异常，再判断排氢状态是否异常，若排氢状态也无异常，则排水阀执行正常处理，排氢阀执行正常处理；若排氢状态异常，则排氢阀执行排氢异常处理，排水阀执行正常处理。
其中，排水阀和排氢阀执行正常处理包含执行相应阀的控制常规计算。排水异常处理和排氢异常处理包含执行相应阀动作参数计算及异常处理。
图3示出了排氢排水计算的优先级。
图4示出了排水阀正常处理及异常处理流程，其中，小虚线框为正常处理流程。
所述排水阀执行正常处理为：根据氢氧化学反应生成水和输出电流的关系，以及燃料电池堆的温度与饱和蒸气压的关系，计算排水阀开启时间tw0，按照预设周期Tw0，控制排水阀动作。例如电流50A，温度75℃，排水阀管道直径0.5cm2，通过计算及实测标定，排水阀开启时间tw0为1s，预设周期T1为35s。
所述排水异常处理为：若Vp与Vpm的电压差高于预定值V0，则提升氢气循环泵的转速从S0变为S1(S0从3000rpm变为S1的3500rpm，tw1变为1.2s)，同时排水阀tw0开启时间增加至tw1，直到电压差不再高于v0。若在排水阀开启时间处于tw1的状态下，Vp与Vpm的电压差为v1，v1>v0，(例如，可能出现单体单体差异过大的情况，即使排水时间已经延长但前期蓄积水量过多可能导致电压差大于第二阈值，例如V1为0.08V)，则再次提升循环泵转速从S1变为S2(例如S2为4000rpm)，排水阀开启时间保持tw1，缩短排水阀开启周期至T1，直到电压差不再高于v1。
图5示出了排氢阀正常处理及异常处理流程，其中，小虚线框为正常处理流程。
所述排氢阀执行正常处理为：根据燃料电池堆输出电流和氢气压力，估算空气侧扩散到氢气侧的氮气量，计算排氢阀的开启时间th0，按照预设周期Th0，控制排氢阀动作。
所述排氢异常处理为：若Vp低于预定值V2(例如Vp为0.8V，V2为0.81V)，则氢气循环泵停机，氢进阀增加开启频率使氢气压力从Ph0提升至Ph1(例如Ph0为1.2Bar，Ph1为1.3bar)，排氢周期从Th0延长至Th1(例如Th0为40s，Th1为60s)，等待氮气在重力作用下蓄积，然后打开排氢阀，排氢开启时间根据压力Ph0与分水器出口到排氢阀的管路容积、排氢口直径等根据流体力学公式计算或者实测标定为th1(例如th0为0.3s，th1实测为0.4s)，当Vp与V2的电压差恢复后，先恢复排氢周期Th0和排氢时间th0、开启氢气循环泵，且速度高于预设为S3(例如3600s)，经过一个排氢周期Th0后，氢进压力下降Ph0，然后恢复氢气循环泵转速S0。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (25)

1.一种燃料电池氢气循环***，其特征在于，所述***包括燃料电池堆、氢进阀、分水器、排氢阀、排水阀和氢气循环泵，所述氢进阀的出口与燃料电池堆的氢气入口连接，所述分水器的入口与燃料电池堆的出口连接，所述分水器的气出口分别与氢气循环泵的入口和排氢阀的入口连接，所述氢气循环泵的出口与燃料电池堆的氢气入口连接形成氢气反馈回路，所述分水器的水出口通过管路与排水阀的入口连接；
连接所述分水器的气出口与排气阀的管路低于氢气循环泵及氢气反馈回路；当打开氢气循环泵使其运转时，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口；当关闭氢气循环泵使其停转时，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出；
排水阀与氢气循环泵联动控制，通过改变氢气循环泵转速、排水阀开启周期和开启时间，调控排水；排氢阀与氢气循环泵、氢进阀联动控制，通过调节氢进阀的开启频率提升氢进压力，在氢气循环泵停机的条件下改变排氢阀开启周期和开启时间，调控排氢；排水阀和排氢阀计算控制的优先级为：先判断排水状态是否异常，再判断排氢状态是否异常。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述分水器中，进口和气出口设置在分水器的侧面，水出口设置在分水器的下部。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括空气回路和冷却水回路。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述燃料电池堆上设置有压力监控单元，用于监测燃料电池堆的氢气压力。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述燃料电池堆上设置有电流监控单元，用于监测燃料电池堆中的输出电流。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述燃料电池堆上设置有电压监控单元，用于监测燃料电池堆中单体电池片的单体电压。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，监测燃料电池堆中每一片单体电池片的单体电压，用于计算平均电压Vp。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，监测燃料电池堆出口附近的m片单体电池片的单体电压，m≥1，用于计算m片单体电池的平均电压Vpm，m占单体电池片总片数n的15％～25％。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n≥2。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n≥5。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述燃料电池堆中，单体电池片的总片数n在20～400范围内。
12.一种燃料电池氢气回路控制方法，其特征在于，所述方法包括：
打开氢气循环泵使其运转，使氢气从燃料电池堆出口经分水器气出口排出，并经过循环泵返回燃料电池堆入口；
或者，关闭氢气循环泵使其停转，受重力作用氮气逐渐在分水器的气出口与排气阀连接的管路蓄积，打开排氢阀，排除氮气而尽量减少氢气排出。
13.一种燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述方法包括：
排水阀与氢气循环泵联动控制，通过改变氢气循环泵转速、排水阀开启周期和开启时间，调控排水；
排氢阀与氢气循环泵、氢进阀联动控制，通过调节氢进阀的开启频率提升氢进压力，在氢气循环泵停机的条件下改变排氢阀开启周期和开启时间，调控排氢。
14.根据权利要求13所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，排水阀和排氢阀计算控制的优先级为：先判断排水状态是否异常，再判断排氢状态是否异常。
15.根据权利要求14所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，基于燃料电池堆出口附近单体电压状态，判断排水状态是否异常。
16.根据权利要求15所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述排水状态异常为：Vp-Vmp>预定电压V0，所述排水状态无异常为：Vp-Vmp≤预定电压V0。
17.根据权利要求14所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，基于燃料电池堆的平均电压，判断排氢状态是否异常。
18.根据权利要求17所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述排氢状态异常为：Vp<预定电压V2，所述排氢状态无异常为：Vp≥预定电压V2。
19.根据权利要求14所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，若排水状态异常，则优先执行排水异常处理，排氢阀执行正常处理；
若排水状态无异常，再判断排氢状态是否异常，若排氢状态也无异常，则优先排水阀执行正常处理，排氢阀执行正常处理；若排氢状态异常，则优先排氢异常处理，排水阀执行正常处理。
20.根据权利要求19所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述排水阀执行正常处理为：根据氢氧化学反应生成水和输出电流的关系，以及燃料电池堆的温度与饱和蒸气压的关系，估算液态水量，计算排水阀开启时间tw0，按照预设周期Tw0，控制排水阀动作。
21.根据权利要求19所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述排水异常处理为：若Vp与Vpm的电压差高于预定值V0，则提升氢气循环泵的转速从S0变为S1，同时排水阀tw0开启时间增加至tw1，直到电压差不再高于v0。
22.根据权利要求21所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，S1相对于S0提升15％～25％，tw1相对于tw0增加15％～25％。
23.根据权利要求21所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，若在排水阀开启时间处于tw1的状态下，Vp与Vpm的电压差为v1，v1>v0，则再次提升循环泵转速从S1变为S2，排水阀开启时间保持tw1，缩短排水阀开启周期至T1，直到电压差不再高于v1。
24.根据权利要求19所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述排氢阀执行正常处理为：根据燃料电池堆输出电流和氢气压力，估算空气侧扩散到氢气侧的氮气量，计算排氢阀的开启时间th0，按照预设周期Th0，控制排氢阀动作。
25.根据权利要求19所述的燃料电池排氢排水方法，其特征在于，所述排氢异常处理为：若Vp低于预定值V2，则氢气循环泵停机，氢进阀增加开启频率使氢气压力从Ph0提升至Ph1，排氢周期从Th0延长至Th1，等待氮气在重力作用下蓄积，然后打开排氢阀，排氢开启时间根据压力Ph0与分水器出口到排氢阀的管路容积、排氢口直径根据流体力学公式计算或者实测标定为th1，当Vp与V2的电压差恢复后，先恢复排氢周期Th0和排氢时间th0、开启氢气循环泵，且速度为S3，S3>S0，经过一个排氢周期Th0后，氢进压力下降至Ph0，然后恢复氢气循环泵转速S0。
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