冷凝分离器、尾排除水系统、控制方法及燃料电池车与流程

本发明涉及车辆，尤其涉及冷凝分离器、尾排除水系统、控制方法及燃料电池车。

背景技术：

1、燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应转化为电能的发电装置。其具有转化效率高、可靠性高和环境污染低等优点，具有广阔发展和应用前景，目前已广泛应用于车辆、备用电源、飞机、轮船、空间站、潜艇等领域。其中，对于燃料电池车而言，现有技术中通常会在燃料电池的输出端设置尾排除水系统，以避免燃料电池进行电化学反应排放的尾气直接排放。

2、其中，冷凝分离器作为尾排除水系统中的重要组成部分之一，能够对由燃料电池进行电化学反应排放的尾气中的水分进行冷凝，以避免水直接滴落在路面造成结冰的现象。但现有技术中的冷凝分离器，对尾气中的水分的冷凝分离效果差，且冷凝分离效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了冷凝分离器、尾排除水系统、控制方法及燃料电池车，以解决现有技术中的冷凝分离器对尾气中的水分的冷凝分离效果差，且冷凝分离效率低的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、冷凝分离器，其包括冷凝壳体，所述冷凝壳体沿高度方向的上端设有入口和出口，所述冷凝壳体沿高度方向的下端设有集液槽，以及与所述集液槽连通的排液口；

4、固定设置于所述冷凝壳体的下降冷凝管道和上升冷凝管道，沿所述冷凝壳体的高度方向，所述下降冷凝管道和所述上升冷凝管道分布于所述入口和所述集液槽之间，所述入口、所述下降冷凝管道、所述集液槽、所述上升冷凝管道和所述出口依次连通；

5、流速调节结构，所述流速调节结构能够调整尾气流经所述下降冷凝管道的速度与尾气流经所述上升冷凝管道的速度不同。

6、作为优选，所述流速调节结构包括螺旋式导流筋，所述下降冷凝管道的内周壁固定设置有所述螺旋式导流筋。

7、作为优选，所述冷凝分离器还包括折流板，所述折流板固定连接于所述集液槽的内周壁，所述折流板能引导冷凝的液体能由所述折流板流入所述集液槽。

8、作为优选，所述折流板包括平板部和设置于所述平板部的外周的导流沿，所述导流能引导所述平板部上冷凝的液体流入所述集液槽。

9、作为优选，所述入口与所述下降冷凝管道之间设有第一流通腔，所述出口与所述上升冷凝管道之间设有第二流通腔，所述第一流通腔的内壁和/或所述第二流通腔的内壁设有导流板。

10、作为优选，所述下降冷凝管道的内径小于等于所述上升冷凝管道的内径。

11、作为优选，所述下降冷凝管道的外周壁和所述上升冷凝管道的外周壁均设有散热翅片。

12、尾排除水系统，其包括上述的冷凝分离器，所述尾排除水系统还包括：

13、第一旁通电磁阀，所述第一旁通电磁阀的输入端能与外部设备的输出端连通；

14、第二旁通电磁阀，所述第二旁通电磁阀的输入端与所述第一旁通电磁阀的输出端连通；

15、与所述第二旁通电磁阀并联设置的排气除水支路，所述排气除水支路包括第一两位两通电磁阀和所述冷凝分离器，所述第一两位两通电磁阀设置于所述冷凝分离器的入口处，且所述第一两位两通电磁阀与所述第一旁通电磁阀的输出端连通；

16、第一温度传感器，所述第一温度传感器用于监测环境温度。

17、作为优选，所述排气除水支路还包括第二两位两通电磁阀、排液泵和集液箱，所述第二两位两通电磁阀设置于所述冷凝分离器的排液口处，所述第二两位两通电磁阀、所述排液泵和所述集液箱依次连通。

18、作为优选，所述排气除水支路还包括调温组件，所述调温组件用于调节所述集液箱内的液体的温度。

19、作为优选，所述尾排除水系统还包括安全支路，所述安全支路包括压力传感器和安全阀，所述外部设备的输出端能与所述安全阀的输入端连通，所述压力传感器设置于所述外部设备的输出端与所述安全阀连通的管路上。

20、尾排除水控制方法，其用于实施于上述的尾排除水系统，其特征在于，所述尾排除水控制方法包括：

21、依据所述外部设备的工作状态控制开启所述第一旁通电磁阀；

22、依据环境温度确定所述尾排除水系统的工作模式，所述工作模式包括第一工作模式和第二工作模式；

23、若所述尾排除水系统的工作模式为所述第一工作模式，则控制开启所述第二旁通电磁阀；

24、若所述尾排除水系统的工作模式为第二工作模式，则控制所述开启所述第一两位两通电磁阀。

25、作为优选，依据环境温度确定所述尾排除水系统的工作模式的具体步骤包括：

26、判断所述环境温度是否小于等于第一设定温度值；

27、若所述环境温度大于所述第一设定温度值，则确定所述尾排除水系统的工作模式为所述第一工作模式；

28、若所述环境温度小于等于所述第一设定温度值，则确定所述尾排除水系统的工作模式为所述第二工作模式。

29、作为优选，所述排气除水支路还包括第二两位两通电磁阀和集液箱，所述第二两位两通电磁阀设置于所述冷凝分离器的排液口处，且所述第二两位两通电磁阀与所述和集液箱连通，控制所述开启所述第一两位两通电磁阀的同时，还包括以下步骤：

30、依据所述集液槽内的液位高度和所述集液箱内的液位高度判断是否开启所述第二两位两通电磁阀。

31、作为优选，依据所述集液槽内的液位高度和所述集液箱内的液位高度判断是否开启所述第二两位两通电磁阀的具体步骤包括：

32、判断所述集液槽内的液位高度是否大于等于第一集液槽设定液位高度；

33、若所述集液槽内的液位高度小于第一集液槽设定液位高度，则不开启所述第二两位两通电磁阀；

34、若所述集液槽内的液位高度大于等于第一集液槽设定液位高度，则依据所述集液箱内的液位高度判断是否开启所述第二两位两通电磁阀。

35、作为优选，依据所述集液箱内的液位高度判断是否开启所述第二两位两通电磁阀的具体步骤包括：

36、判断所述集液箱内的液位高度是否大于等于集液箱设定液位高度；

37、若所述集液箱内的液位高度小于集液箱设定液位高度，则控制开启所述第二两位两通电磁阀并开始计时；第一设定时长后，控制关闭所述第二两位两通电磁阀；

38、若所述集液箱内的液位高度大于等于集液箱设定液位高度，则发出第一警报；控制所述集液箱排液。

39、作为优选，所述尾排除水控制方法还包括：

40、实时监测所述集液槽内的液位高度；

41、判断所述集液槽内的液位高度是否大于等于第二集液槽设定液位高度；

42、若所述集液槽内的液位高度大于等于第二设定液位高度，则发出第二警报；控制所述尾排除水系统以所述第一工作模式工作；

43、依据所述集液箱内的液位高度判断是否开启所述第二两位两通电磁阀；

44、其中，所述第二集液槽设定液位高度高于所述第一集液槽设定液位高度。

45、作为优选，所述排气除水支路还包括调温组件，所述调温组件用于调节集液箱内的液体的温度，所述尾排除水控制方法还包括：

46、实时监测所述集液箱内的液体的温度；

47、判断所述集液箱内的液体的温度是否小于第二设定温度值；

48、若所述集液箱内的液体的温度小于等于所述第二设定温度值，则控制所述调温组件加热所述集液箱内的液体。

49、作为优选，所述尾排除水系统还包括压力传感器和安全阀，所述外部设备的输出端与所述安全阀的输入端连通，所述压力传感器设置于所述外部设备的输出端与所述安全阀连通的管路上，所述尾排除水控制方法还包括：

50、实时获取所述压力传感器的压力测量值；

51、判断所述压力测量值是否大于等于设定压力值；

52、若所述压力测量值大于等于设定压力值，则控制所述安全阀开启；发出第三警报。

53、燃料电池车，其包括燃料电池系统、车架及上述的尾排除水系统，所述外部设备为燃料电池系统，所述燃料电池系统和所述第一温度传感器均设置于所述车架，所述燃料电池系统的输出端能与所述第一旁通电磁阀的输入端连通。

54、本发明的有益效果：

55、本发明的目的在于提供了冷凝分离器、尾排除水系统、控制方法及燃料电池车，其中，该冷凝分离器包括冷凝壳体，冷凝壳体沿高度方向的上端设有入口和出口，冷凝壳体沿高度方向的下端设有集液槽，以及与集液槽连通的排液口，冷凝壳体上固定设置有下降冷凝管道和上升冷凝管道，入口、下降冷凝管道、集液槽、上升冷凝管道和出口依次连通。对于燃料电池系统排出的尾气而言，当向冷凝分离器的入口输入燃料电池系统排出的尾气时，尾气依次流经入口、下降冷凝管道、集液槽和上升冷凝管道，可以理解的是，下降冷凝管道、集液槽和上升冷凝管道大致形成了“u”形的冷凝通道，尾气在依次流经下降冷凝管道、集液槽和上升冷凝管道的过程中均能够进行冷凝，提升了冷凝分离尾气中的水分的效果；其次，设置了流速调节结构，流速调节结构能够调整尾气流经下降冷凝管道的速度与尾气流经上升冷凝管道的速度不同，从而使尾气中的水分能够更好的在下降冷凝管道和上升冷凝管道中冷凝，从而进一提升了冷凝分离尾气中的水分的效果。