电堆排水处理装置、车辆及电堆排水处理方法与流程

1.本技术涉及汽车电堆排水处理技术领域，特别是涉及一种电堆排水处理装置、车辆及电堆排水处理方法。


背景技术：

2.随着燃料电池技术的成熟，并随着国家政策的推动及推广，目前匹配燃料电池作为动力源的车辆越来越多，尤其燃料电池客车以清洁环保、长续航等优点在各大城市得到广泛推广。
3.受燃料电池反应特性影响，车辆运行过程中会产生大量的水，随电堆的尾排排至道路上，造成巨大的浪费，污染路面，且影响车辆运行安全。如何有效处理并利用电堆的排水，成为燃料电池车辆迫切需要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对燃料电池电堆排水无法处理的问题，提供一种电堆排水处理装置、车辆电堆排水处理方法。
5.一种电堆排水处理装置，包括：
6.分离件，用于对电堆排水进行水气分离；
7.集水件，与所述分离件连接，用于收集水气分离后的液体；
8.加压装置，具有与所述集水件连通的压力空间，所述集水件内的液体能够流入所述压力空间内；
9.喷洒件，与所述压力空间连通；
10.其中，所述压力空间内的液体，在压力空间内设定压力的驱动下由喷洒件喷出。
11.在其中一个实施例中，所述电堆排水处理装置还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器用于获取所述集水件内的液体的温度；
12.当所述集水件内的液体的温度高于设定温度，将所述集水件内的水抽入所述压力空间内。
13.在其中一个实施例中，所述电堆排水处理装置还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于获取所述压力空间内的液体温度；
14.当所述压力空间内的液体的温度高于所述设定温度，所述喷洒件受控开启。
15.在其中一个实施例中，所述电堆排水处理装置还包括动力件，所述动力件设于所述集水件与所述加压装置之间用于将所述集水件内的液体抽向所述压力空间。
16.在其中一个实施例中，所述电堆排水处理装置还包括第一液位传感器及第二液位传感器；
17.所述第一液位传感器用于获取所述集水件内的液体水位，所述第二液位传感器用于获取所述压力空间内的液体水位；
18.当所述集水件的液体水位低于设定水位，控制所述动力件关闭；当所述压力空间
内的液体水位低于设定水位，控制所述喷洒件关闭。
19.在其中一个实施例中，所述加压装置还包括恒压系统；
20.当所述压力空间内的压力低于设定压力，控制所述恒压系统向所述压力空间内输送加压气体；
21.当所述压力空间内的压力高于设定压力，控制所述恒压系统排放所述压力空间内的气体。
22.在其中一个实施例中，所述电堆排水处理装置还包括单向阀，所述单向阀设于所述集水件与所述加压装置之间。
23.根据本技术的另一方面，提供一种车辆，包括燃料电池及上述任一实施例中所述的电堆排水处理装置，所述燃料电池产生所述电堆排水。
24.根据本技术的另一方面，提供一种电堆排水处理方法，具体包括以下步骤：
25.控制分离件对电堆排水进行气液分离并控制分离后的液体流向集水件；
26.控制动力件将所述集水件内的液体抽入与所述集水件连通的加压装置的压力空间内；
27.控制喷洒件将所述压力空间内的液体在设定压力的驱动下喷洒至外界。
28.在其中一个实施例中，所述控制集水件内的液体抽入与集水件连通的加压装置的压力空间内的步骤具体包括：
29.检测所述集水件内的液体的温度是否高于设定温度；
30.若是，将所述集水件内的液体抽入所述压力空间内。
31.在其中一个实施例中，所述控制喷洒件将所述压力空间内的液体在设定压力的条件下喷洒至外界的步骤具体包括：
32.检测所述压力空间内的液体的温度是否高于设定温度；
33.若是，控制所述喷洒件开启。
34.在其中一个实施例中，还包括以下步骤：
35.检测所述集水件内的液体的水位是否低于设定水位；
36.若是，控制所述动力件关闭。
37.在其中一个实施例中，还包括以下步骤：
38.检测所述压力空间内的液体水位是否低于设定水位；
39.若是，控制所述喷洒件关闭。
40.上述电堆排水处理装置，可以应用在车辆上用于处理燃料电池产生的电堆排水。具体包括分离件、集水件及加压装置，分离件用于对电堆进行水气分离，分离后的液体流向集水件。加压装置具有与集水件连通的压力空间。集水件内的液体能够流入压力空间内。喷洒件与压力空间连通，且被构造为用于将压力空间内的液体在设定压力的驱动下喷出，从而实现电堆排水的再利用。在实际车辆行驶中，在设定压力下喷洒出去的液体可以对地面进行冲刷，达到洗地的效果，也可以对其它物体进行冲刷，从而达到对电堆排水再利用的效果。
附图说明
41.图1为本技术一实施例提供的电堆排水处理装置的系统原理图；
42.图2为本技术另一实施例提供的电堆排水处理方法的流程图；
43.图3为图2中提供的电堆排水处理方法第二具体实施例的流程图；
44.图4为图2中提供的电堆排水处理方法第三具体实施例的流程图；
45.图5为图2中提供的电堆排水处理方法第四具体实施例的流程图；
46.图6为图2中提供的电堆排水处理方法第五具体实施例的流程图。
47.附图标记：10、分离件；11、液体出口；12、气体出口；20、集水件；21、第一排水口；30、加压装置；31、压力空间；32、恒压系统；321、提供件；322、压力开关；323、排气口；33、第二排水口；40、喷洒件；41、喷头；42、第三排水阀；51、第一温度传感器；52、第二温度传感器；60、动力件；71、第一液位传感器；72、第二液位传感器；80、单向阀；91、第一排水阀；92、第二排水阀；110、控制器。
具体实施方式
48.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
49.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
50.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
51.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
52.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。
54.参阅图1，本技术一实施例提供了一种电堆排水处理装置，应用在车辆上用于处理燃料电池产生的电堆排水。
55.电堆排水处理装置具体包括分离件10、集水件20及加压装置30，分离件10用于对电堆排水进行水气分离，分离后的液体通过流向集水件20。加压装置30具有与集水件20连通的压力空间31。集水件20内的液体能够流入压力空间31内。喷洒件40与压力空间31连通，且被构造为用于将压力空间31内的液体在设定压力的驱动下喷出，从而实现电堆排水的再利用。在实际车辆行驶中，在设定压力下喷洒出去的液体可以对地面进行冲刷，达到洗地的效果，也可以对其它物体进行冲刷，从而达到对电堆排水再利用的效果。使得燃料电池产生的废水能够实现在车辆上再利用，避免电堆排水直接排放到道路上污染路面的情况。
56.在其中一个实施例中，分离件10具有液体出口11及气体出口12，液体出口通过管道与集水件20连通。当车辆燃料电池电堆运行时，燃料电池电堆尾排气体及水进入分离件10进行分离，气体通过分离件10分离出来并从气体出口12排出，从而只留下液体流向集水件20。可选地，分离件10为气液分离器，气液分离器分离后的液体流进集水件20中暂存以便他用。
57.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括第一温度传感器51，第一温度传感器51用于获取集水件20内的液体的温度。当集水件20内的液体的温度高于设定温度，将集水件20内的水抽入压力空间31内。从而保证电堆排水处理装置系统在安全温度条件下运行，从而对电堆排水处理装置实施保护。
58.具体地，设定温度可以设定为5℃，或者其他零上的温度，以避免系统被太低的温度冻坏。优选地，设定温度尽量不要太高，以保证在全年的工作环境下，大部分情况下产生的电堆排水能够直接满足设定温度的条件从而实现直接利用。
59.在其中一些实施例中，当集水件20内的液体的温度低于设定温度时，可以设置加热部件对集水件20内的液体进行加热，从而使集水件20内的液体的温度满足设定温度，从而实现利用。在其他实施例中，也可设置第一排水阀91及第一排水口21，通过打开第一排水阀91将集水件20内不满足要求的液体通过第一排水口21排出，优选地，可以将第一排水口21通过管道引导实现定向排出，从而避免存在液体乱排现象的发生。
60.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括动力件60，动力件60设于集水件20与加压装置30之间用于将集水件20内的液体抽向压力空间31。可选地，动力件60可为水泵，提供泵水的抽吸力从而将集水件20内暂存的液体泵向压力空间31内。
61.进一步地，电堆排水处理装置还包括单向阀80，单向阀80设于集水件20与加压装置30之间用于控制水流方向从集水件20单向流向压力空间31，反向不流动。
62.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括第一液位传感器71，第一液位传感器71用于获取集水件20内的液体水位，当集水件20的液体水位低于设定水位，控制动力件60关闭，从而实现对集水件20抽水的智能化控制，当集水件20内的液体全部都抽走之后，实现自动关闭。
63.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括第二温度传感器52，第二温度传感器52用于获取压力空间31内的液体温度。当压力空间31内的液体的温度高于设定温度，喷洒件40受控开启。如此，保证喷洒件40喷洒出去的液体能够在满足安全温度条件下喷洒，
避免喷洒件40清洗的地面或其他物体被冻坏的情况，从而提高安全性。
64.具体地，在其中一些实施例中，当压力空间31内的液体的温度低于设定温度时，同样可以设置加热部件对压力空间31内的液体进行加热，从而使压力空间31内的液体的温度满足设定温度，实现有效喷洒。在其他实施例中，也可设置第二排水阀92及第二排水口33，通过打开第二排水阀92将压力空间31内不满足要求的液体通过第二排水口33排出后重新从集水件20内抽取液体。优选地，可以将第二排水口33通过管道引导实现定向排出，从而避免存在液体的乱排现象的发生。
65.在其中一个实施例中，加压装置30还包括恒压系统32，压力空间31在恒压条件下打开喷洒件40，能够保证喷洒的有力性，从而使得喷洒清洁效果更好。当压力空间31内的压力低于设定压力，控制恒压系统32向压力空间31内输送加压气体，当压力空间31内的压力高于设定压力，控制恒压系统32排放压力空间31内的气体。
66.具体地，恒压系统32包括提供件321、压力开关322及排气口323，提供件321通过压力开关322与压力空间31连通。当压力空间31内的压力低于设定压力时，打开压力开关322，提供件321向压力空间31内充入高压气体以实现压力空间31的快速增压。当压力空间31内的压力高于设定压力时，打开排气口323，将部分多余气体排出压力空间31，从而实现压力空间31的快速降压。
67.优选地，提供件321可为整车高压气，设定压力可以为0.2mpa，涉及到本具体实施例中，当压力空间31内的压力高于0.22mpa时，排气口323打开，当压力空间31内的低于0.21mpa时，排气口323关闭，排气结束。当压力空间31内的压力低于0.2mpa时，整车高压气通过压力开关322向压力空间31内充气，当压力空间31内的压力高于0.21mpa时，压力开关322关闭，充气过程结束。
68.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括第二液位传感器72，第二液位传感器72用于获取压力空间31内的液体水位，当压力空间31的液体水位低于设定水位，控制喷洒件40关闭，从而实现对喷洒件40喷水的智能化控制，当压力空间31的液体全部用完之后，实现喷洒件40的自动关闭从而结束清洗工作。可选地，压力空间31内的设定水位可以为预设水位的20％，从而保证在压力空间31水量充足的条件下进行液体的喷洒。
69.在其中一个实施例中，喷洒件40包括第三排水阀42及喷头41，第三排水阀42的开闭用于控制压力空间31与喷洒件40之间的流路的通断。当喷洒件40受控开启，第三排水阀42及喷头41被打开，喷头41能够正常的喷洒出雾状液体。当第三排水阀42和喷头41被关闭，压力空间31被完全封闭。
70.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括控制器110，第一温度传感器51、第二温度传感器52、第一液位传感器71、第二液位传感器72、第一排水阀91、第二排水阀92、喷洒件40、动力件60均与控制器110电连接。第一温度传感器51和第二温度传感器52获取的温度值传回控制器110，从而智能控制动力件60及喷洒件40的开启和关闭，或者第一排水阀91和第二排水阀92的开启和关闭。第一液位传感器71和第二液位传感器72获取的液位值传回控制器110，从而智能控制动力件60和喷洒件40的开启和关闭。
71.优选地，当电堆排水处理装置应用于车辆上时，还可将第一温度传感器51和第二温度传感器52获取的温度值、第一液位传感器71和第二液位传感器72获取的液位值传到车辆仪表显示盘上，以便于以便驾驶员实时掌握水量信息和温度信息。
72.根据本技术的另一方面，提供一种车辆，包括燃料电池及上述任一实施例中所述的电堆排水处理装置，车辆运行过程中，燃料电池产生电堆排水和气体的混合物排出，从而排向分离件10内进行分离，从而进行后续的再利用操作。
73.根据本技术的另一方面，参阅图2，还提供一种电堆排水处理方法，应用在车辆上用于处理燃料电池产生的电堆排水，具体包括以下步骤：
74.s10、控制分离件10对电堆排水进行气液分离并控制分离后的液体流向集水件20。
75.具体地，分离件10具有液体出口11及气体出口12，液体出口通过管道与集水件20连通。当车辆燃料电池电堆运行时，燃料电池电堆尾排气体及水进入分离件10进行分离，气体通过分离件10分离出来并从气体出口12排出，从而只留下液体流向集水件20。可选地，分离件10为气液分离器，气液分离器分离后的液体流进集水件20中暂存以便他用。
76.s20、控制动力件60将集水件20内的液体抽入与集水件20连通的加压装置30的压力空间31内。
77.具体地，在集水件20与加压装置30之间设置动力件60，动力件60用于将集水件20内的液体抽向压力空间31。可选地，动力件60可为水泵，提供泵水的抽吸力从而将集水件20内暂存的液体泵向压力空间31内。
78.进一步地，动力件60与加压装置30之间还设置有单向阀80，单向阀80用于控制水流方向从集水件20单向流向压力空间31，反向不流动。
79.s30、控制喷洒件40将压力空间31内的液体在设定压力的驱动下喷出。
80.如此，在实际车辆行驶中，在设定压力下喷洒出去的液体可以对地面进行冲刷，达到洗地的效果，也可以对其它物体进行冲刷，从而达到对电堆排水再利用的效果。使得燃料电池产生的废水能够实现在车辆上再利用，避免电堆排水直接排放到道路上污染路面的情况。
81.在其中一个实施例中，参阅图3，包括上述的步骤s10-s30，并且步骤s20具体包括：
82.s21、检测集水件20内的液体的温度是否高于设定温度，若是，控制动力件60开启；将集水件20内的液体抽入压力空间31内。
83.具体地，在其中一个实施例中，通过设置第一温度传感器51获取集水件20内的液体的温度。当集水件20内的液体的温度高于设定温度，将集水件20内的水抽入压力空间31内。从而保证整个排水系统在安全温度条件下运行。
84.具体地，设定温度可以设定为5℃，或者其他零上的温度，以避免系统被太低的温度冻坏。优选地，设定温度也尽量不要太高，以保证在全年的工作环境下，大部分情况下产生的电堆排水能够直接满足设定温度的条件从而实现直接利用。
85.进一步地，在其中一些实施例中，当集水件20内的液体的温度低于设定温度时，可以设置加热部件对集水件20内的液体进行加热，从而使集水件20内的液体的温度满足设定温度，从而实现利用。在其他实施例中，也可设置第一排水阀91及第一排水口21，通过打开第一排水阀91将集水件20内不满足要求的液体通过第一排水口21排出，优选地，可以将第一排水口21通过管道引导实现定向排出，从而避免存在液体的乱排现象的发生。
86.在其中一个实施例中，参阅图4，包括上述的步骤s10、s21、s30，并且步骤s30具体包括：
87.s31、检测压力空间31内的液体的温度是否高于设定温度，若是，控制喷洒件40开
启；以将压力空间31内的液体在设定压力的条件下喷洒至外界。
88.具体地，通过设置第二温度传感器52用于获取压力空间31内的液体温度；当压力空间31内的液体的温度高于设定温度，喷洒件40受控开启。如此，保证喷洒件40喷洒出去的液体能够在满足安全温度条件下喷洒，避免被喷洒件40清洗的地面或其他物体被冻坏的情况，从而保证安全性。
89.具体地，在其中一些实施例中，当压力空间31内的液体的温度低于设定温度时，同样可以设置加热部件对压力空间31内的液体进行加热，从而使压力空间31内的液体的温度满足设定温度，从而实现有效喷洒。在其他实施例中，也可设置第二排水阀92及第二排水口33，通过打开第二排水阀92将压力空间31内不满足要求的液体通过第二排水口33排出后重新从集水件20内抽取液体。优选地，可以将第二排水口33通过管道引导实现定向排出，从而避免存在液体乱排现象的发生。
90.在其中一个实施例中，参阅图5，包括上述的步骤s10、s21、s31，并且，并且，在步骤s21之后，还包括以下步骤：
91.s22、检测集水件20内的液体的水位是否低于设定水位；若是，控制动力件60关闭。
92.具体地，通过设置第一液位传感器71，在动力件60将集水件20内的液体抽向压力空间31的过程中获取集水件20内的液体的实时水位，当集水件20的液体水位低于设定水位，控制动力件60关闭，从而实现对集水件20抽水的智能化控制，当集水件20内的液体全部都抽走之后，实现动力件60自动关闭。
93.在其中一个实施例中，参阅图6，包括上述的步骤s10、s21、s22、s31，并且，在步骤s31之后，还包括以下步骤：
94.s32、检测压力空间31内的液体水位是否低于设定水位；若是，控制喷洒件40关闭。
95.具体地，通过设置第二液位传感器72，在喷洒件40进行喷水的过程中获取压力空间31内的液体的实时水位。当压力空间31的液体水位低于设定水位，控制喷洒件40关闭，从而实现对喷洒件40喷水的智能化控制，当压力空间31的液体全部用完之后，实现喷洒件40的自动关闭从而结束清洗工作。
96.在其中一个实施例中，电堆排水处理装置还包括控制器110，第一温度传感器51、第二温度传感器52、第一液位传感器71、第二液位传感器72、第一排水阀91、第二排水阀92、喷洒件40、动力件60均与控制器110电连接。第一温度传感器51和第二温度传感器52获取的温度值传回控制器110，从而智能控制动力件60及喷洒件40的开启和关闭，或者第一排水阀91和第二排水阀92的开启和关闭。第一液位传感器71和第二液位传感器72获取的液位值传回控制器110，从而智能控制动力件60和喷洒件40的开启和关闭。
97.优选地，当将这种电堆排水处理方法应用于车辆上时，还可将第一温度传感器51和第二温度传感器52获取的温度值、第一液位传感器71和第二液位传感器72获取的液位值传到车辆仪表显示盘上，以便于以便驾驶员实时掌握水量信息和温度信息。
98.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
99.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。