燃料电池系统和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及新能源系统领域，具体而言，涉及一种燃料电池系统和车辆。


背景技术：

2.燃料电池汽车是一种利用化学反应产生电能的电动车，目前行业内的主流商用车厂家在反应得到电能后，都是将燃料电池反应后的尾气直接排放出去，尾气中的水蒸气也一起排出，未发挥其剩余价值，造成资源的浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本实用新型第一方面提供了一种燃料电池系统。
5.本实用新型第二方面提供了一种车辆。
6.有鉴于此，本实用新型第一方面提出了一种燃料电池系统，包括：燃料电池反应装置，燃料电池反应装置设有排气口，排气口用于排出尾气；处理装置，处理装置的入口与排气口相连通，处理装置用于处理尾气，以得到水；喷洒装置，与处理装置的出口相连通，喷洒装置用于喷洒水。
7.本实用新型提供的燃料电池系统，包括燃料电池反应装置、处理装置和喷洒装置，三者顺次连接，处理装置连接在燃料电池反应装置和喷洒装置之间。其中，燃料电池反应装置设有排气口，并且该排气口与处理装置的入口相连通，而处理装置的出口与喷洒装置相连通。
8.具体地，燃料电池反应装置用于反应产生电能，反应后产生的尾气经由燃料电池反映装置的排气口排出，流经处理装置的入口，在处理装置内被处理得到水，最后水经由处理装置的出口流出，流至喷洒装置，喷洒装置能够将水喷洒至地面或空气中，通过洒水起到降尘的作用。
9.本实用新型的处理装置能够处理反应后的尾气得到水，而喷洒装置将得到的水喷洒出来，利用水吸附灰尘，有效降低了空气中悬浮的灰尘含量。同时由于喷洒的水来自与燃料电池反应装置产生的尾气，而不需要接入水源，降低了用水成本。
10.根据本实用新型上述技术方案的燃料电池系统，还可以具有以下附加技术特征：
11.在一种可能的设计中，燃料电池系统还包括：储水装置，储水装置的入口与处理装置的出口相连通，用于储存处理装置得到的水，喷洒装置与储水装置的出口相连通。
12.在该设计中，燃料电池系统还包括储水装置，储水装置设置在处理装置与喷洒装置之间，将处理装置和喷洒装置连接起来。经过处理装置处理得到的水先进入储水装置中，由储水装置保存水，而喷洒装置喷洒的水则是由储水装置的出口流出的。
13.本实用新型通过设置储水装置，在不需要喷洒水时，能够将处理装置处理得到的水储存起来备用，避免将水直接排出导致浪费。进一步地，在燃料电池反应装置持续反应产生大量尾气时，处理装置能够处理这些尾气得到大量反应水，在这种情况下，可以将水储存
在储水装置中，而不需要将大量的水都通过喷洒装置喷出，避免了大量水喷出形成积水。更进一步地，在燃料电池反应装置不工作时，也就是处理装置无法处理尾气得到水时，还可以将储水装置中已经储存的水喷洒出来，保证了在需要喷洒降尘时，即使处理装置没有得到水，喷洒装置也能够得到水供应。因此，储水装置还保证了喷洒装置能够稳定地得到需要的水。
14.在一种可能的设计中，燃料电池系统还包括：第一阀，设置于储水装置和喷洒装置之间的连通管路上。
15.在该设计中，在储水装置和喷洒装置之间的连通管路上设置了第一阀，以通过第一阀限定水的流动方向。具体地，第一阀的入口端设置在靠近储水装置的一侧，而第一阀的出口端设置在靠近喷洒装置的一侧。由于液体只能从第一阀的入口流入并从出口流出，而不能从出口流入并从入口流出，因此第一阀限定了水只能从储水装置流向喷洒装置，而无法从喷洒装置流向储水装置。
16.本实用新型通过设置第一阀限制了水的流动方向，在出现管路堵塞等问题时，能够避免水有喷洒装置流向储水装置，产生水倒流的现象。
17.在一种可能的设计中，处理装置包括：冷凝器，冷凝器的入口与排气口连接，用于使尾气中的水蒸气液化，以得到水；分离器，分离器包括进口、出气口和出液口，进口与冷凝器的出口连接，用于分离出水和未液化的尾气，出气口用于排出未液化的尾气，出液口与储水装置的入口相连通。
18.在该设计中，处理装置包括冷凝器和分离器。其中冷凝器的入口与燃料电池反应装置的排气孔连接，而冷凝器的出口连接分离器的进口，分离器的出口包括出气口和出液口，其中出液口连通储水装置的入口。
19.具体地，燃料电池反应装置反应产生的尾气通过冷凝器的入口进入，其中尾气中包含未参加反应的空气、反应后生成的水蒸气和一部分水。冷凝器将尾气中的水蒸气液化，液化的水蒸气与尾气中包含的那部分水混在一起，也就是水。水和未液化的尾气均通过冷凝器的出口流出并进入分离器，在分离器中，水和未液化的尾气被分离开，实现了气液分离。而被分离开的水和未液化的尾气分别通过出液口和出气口排出，其中，通过出液口排出的水进入储水装置，在储水装置中保存。
20.本实用新型的处理装置包括冷凝器和分离器，通过冷凝器将尾气中的水蒸气处理成为液体，再通过分离器将液体分离出来，储存在储水装置中，留作喷洒用。通过冷凝器和分离器的配合使用，实现了尾气成分的气液分离，将尾气中的水分离出来留作喷洒使用，发挥其剩余价值，既能够减少灰尘又降低了用水成本。而未液化的尾气则通过分离器的出气口排出。
21.在一种可能的设计中，处理装置还包括：三通阀，三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口；第一接口与分离器的出气口连接；第二接口用于排气；第三接口和冷凝器的入口与排气口连接。
22.在该设计中，处理装置还包括三通阀，三通阀中的一个接口连接分离器的出气口，另一个接口用于排气，还有一个接口同时与冷凝器的入口和燃料电池反应装置的排气口相连通。具体地，三通阀的第一接口连接分离器的出气口，未液化的尾气通过分离器的出气口流出，再经由第一接口流入三通阀，并从第二接口和/或第三接口流出。而从第二接口流出
的未液化的尾气被直接排出，从第三接口排出的未液化的尾气则进入冷凝器，在冷凝器中再次被降温，使其中未液化的水蒸气被液化成为液体。进一步地，尾气也可以从第三接口进入，不经过冷凝器和分离器而直接从第二接口排出。
23.本实用新型通过设置三通阀，为未液化的尾气提供了多种排出通道，一种是通过第二接口直接排出，另一种是通过第三接口再次进入冷凝器，在冷凝器中再次被降温。进一步地，在冷凝操作不彻底，未液化的尾气中仍包含较多的水蒸气时，可以使这些尾气从第三接口流出，再次进入冷凝器进行冷凝，使上次冷凝时未液化的水蒸气能够降温液化，提高了液化效率，以从燃料电池系统的尾气中分离出来更多水。通过实际需求合理控制未液化的尾气从第二接口和/或第三接口流出，能够控制水蒸气的液化效率。进一步地，在不需要处理尾气时，尾气也可以从第三接口进入，然后直接从第二接口排出，不经过冷凝器和分离器。
24.在一种可能的设计中，燃料电池系统还包括：液位检测器，设置于储水装置内，用于检测储水装置中的水的水位，以得到水位值；控制器，与液位检测器连接，用于获取水位值；控制器还与三通阀连接。
25.在该设计中，燃料电池系统还包括液位检测器和控制器。其中液位检测器设置在储水装置中，用于检测储水装置中的水的水位，而控制器同时与液位检测器和三通阀相连接，能够根据水的水位值来控制三通阀的第一接口、第二接口和第三接口的开关状态。
26.本实用新型的控制器能够获取水位值，并根据水位值控制三通阀的接口状态，也即根据水位值控制水蒸气的液化效率，使储液罐内的液化水的水位满足需求。
27.更进一步地，液位检测器可以是传感器，通过传感器检测水的水位，检测方便，成本低廉。
28.在一种可能的设计中，燃料电池系统还包括：提醒装置，与控制器连接，用于发出提醒信号。
29.在该设计中，燃料电池系统还包括提醒装置，提醒装置与控制器连接，使控制器能够控制提醒装置发出提醒信号。
30.本实用新型设置提醒装置，并使提醒装置在水位值满足不同条件的情况下发出对应的提醒信号，使用者能够及时掌握当前的水位情况。
31.在一种可能的设计中，喷洒装置为喷头；喷头的数量为多个。
32.在该设计中，喷洒装置为喷头并且喷头的数量为多个。具体地，在该燃料电池系统用于车辆时，多个喷头按照由车头到车尾的顺序排列，设置在不同的位置，设置在车头处的喷头位置较低，靠近地面，而车尾处的喷头分别设置在车辆的左右两侧，通过调整喷头的高度，可以控制洒水面的宽度，进而使喷洒出来的水更加均匀，并且喷洒无死角。
33.进一步地，喷头可以为可调喷头，能够根据实际使用需求灵活地调整喷头的方向。
34.在一种可能的设计中，控制器还用于控制第一阀开启或关闭。
35.在该设计中，控制器与第一阀相连接，能够接收控制信号并根据控制信号来控制第一阀的状态。
36.本实用新型通过设置第一阀，并将第一阀与控制器连接，利用控制器控制第一阀的开启或关闭，以使喷洒装置能够洒水或停止洒水，更符合实际需求。
37.本实用新型第二方面提出了一种车辆，包括：如本实用新型第一方面的任一设计
的燃料电池系统，因而具备该燃料电池系统的全部有益效果，在此不再赘述。
38.在一种可能的设计中，车辆还包括整车动力系统、动力电池和其他用电部件，燃料电池反应装置与整车动力系统、动力电池和其他用电部件相连接，并为其供能。
39.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
40.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
41.图1示出了本实用新型第一方面实施例的燃料电池系统的结构示意图。
42.其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
43.100燃料电池反应装置，110处理装置，112冷凝器，114分离器，1142进口，1144出气口，1146出液口，116三通阀，1162第一接口，1164第二接口，1166第三接口，120喷洒装置，130储水装置，140第一阀，150液位检测器，160整车动力系统，170动力电池，180其他用电部件。
具体实施方式
44.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
46.下面参照图1描述根据本实用新型的一些实施例提供的燃料电池系统和车辆。
47.实施例一
48.如图1所示，本实用新型的第一方面的一个实施例提出了一种燃料电池系统，包括：燃料电池反应装置100，燃料电池反应装置100设有排气口，排气口用于排出尾气；处理装置110，处理装置110的入口与排气口相连通，处理装置110用于处理尾气，以得到水；喷洒装置120，与处理装置110的出口相连通，喷洒装置120用于喷洒水。
49.该实施例提供的燃料电池系统，包括燃料电池反应装置100、处理装置110和喷洒装置120，三者顺次连接，处理装置110连接在燃料电池反应装置100和喷洒装置120之间。其中，燃料电池反应装置100设有排气口，并且该排气口与处理装置110的入口相连通，而处理装置110的出口与喷洒装置120相连通。
50.具体地，燃料电池反应装置100用于反应产生电能，反应后产生的尾气经由燃料电池反映装置的排气口排出，流经处理装置110的入口，在处理装置110内被处理得到水，最后水经由处理装置110的出口流出，流至喷洒装置120，喷洒装置120能够将水喷洒至地面或空气中，通过洒水起到降尘的作用。
51.该实施例的处理装置110能够处理反应后的尾气得到水，而喷洒装置120将得到的水喷洒出来，利用水吸附灰尘，有效降低了空气中悬浮的灰尘含量。同时由于喷洒的水来自
与燃料电池反应装置100产生的尾气，而不需要接入水源，降低了用水成本。
52.进一步地，燃料电池系统还包括：储水装置130，储水装置130的入口与处理装置110的出口相连通，用于储存处理装置110得到的水，喷洒装置120与储水装置130的出口相连通。
53.在该实施例中，燃料电池系统还包括储水装置130，储水装置130设置在处理装置110与喷洒装置120之间，将处理装置110和喷洒装置120连接起来。经过处理装置110处理得到的水先进入储水装置130中，由储水装置130保存水，而喷洒装置120喷洒的水则是由储水装置130的出口流出的。
54.该实施例通过设置储水装置130，在不需要喷洒水时，能够将处理装置110处理得到的水储存起来备用，避免将水直接排出导致浪费。进一步地，在燃料电池反应装置100持续反应产生大量尾气时，处理装置110能够处理这些尾气得到大量反应水，在这种情况下，可以将水储存在储水装置130中，而不需要将大量的水都通过喷洒装置120喷出，避免了大量水喷出形成积水。更进一步地，在燃料电池反应装置100不工作时，也就是处理装置110无法处理尾气得到水时，还可以将储水装置130中已经储存的水喷洒出来，保证了在需要喷洒降尘时，即使处理装置110没有得到水，喷洒装置120也能够得到水供应。因此，储水装置130还保证了喷洒装置120能够稳定地得到需要的水。
55.进一步地，燃料电池系统还包括：第一阀140，设置于储水装置130和喷洒装置120之间的连通管路上。
56.在该实施例中，在储水装置130和喷洒装置120之间的连通管路上设置了第一阀140，以通过第一阀140限定水的流动方向。具体地，第一阀140的入口端设置在靠近储水装置130的一侧，而第一阀140的出口端设置在靠近喷洒装置120的一侧。由于液体只能从第一阀140的入口流入并从出口流出，而不能从出口流入并从入口流出，因此第一阀140限定了水只能从储水装置130流向喷洒装置120，而无法从喷洒装置120流向储水装置130。
57.本实用新型通过设置第一阀140限制了水的流动方向，在出现管路堵塞等问题时，能够避免水有喷洒装置120流向储水装置130，产生水倒流的现象。
58.实施例二
59.在实施例一的基础上，处理装置110包括：冷凝器112，冷凝器112的入口与排气口连接，用于使尾气中的水蒸气液化，以得到水；分离器114，分离器114包括进口1142、出气口1144和出液口1146，进口1142与冷凝器112的出口连接，用于分离出水和未液化的尾气，出气口1144用于排出未液化的尾气，出液口1146与储水装置130的入口相连通。
60.在该实施例中，处理装置110包括冷凝器112和分离器114。其中冷凝器112的入口与燃料电池反应装置100的排气孔连接，而冷凝器112的出口连接分离器114的进口1142，分离器114的出口包括出气口1144和出液口1146，其中出液口1146连通储水装置130的入口。
61.具体地，燃料电池反应装置100反应产生的尾气通过冷凝器112的入口进入，其中尾气中包含未参加反应的空气、反应后生成的水蒸气和一部分水。冷凝器112将尾气中的水蒸气液化，液化的水蒸气与尾气中包含的那部分水混在一起，也就是水。水和未液化的尾气均通过冷凝器112的出口流出并进入分离器114，在分离器114中，水和未液化的尾气被分离开，实现了气液分离。而被分离开的水和未液化的尾气分别通过出液口1146和出气口1144排出，其中，通过出液口1146排出的水进入储水装置130，在储水装置130中保存。
62.该实施例的处理装置110包括冷凝器112和分离器114，通过冷凝器112将尾气中的水蒸气处理成为液体，再通过分离器114将液体分离出来，储存在储水装置130中，留作喷洒用。通过冷凝器112和分离器114的配合使用，实现了尾气成分的气液分离，将尾气中的水分离出来留作喷洒使用，发挥其剩余价值，既能够减少灰尘又降低了用水成本。而未液化的尾气则通过分离器114的出气口1144排出。
63.进一步地，处理装置110还包括：三通阀116，三通阀116包括第一接口1162、第二接口1164和第三接口1166；第一接口1162与分离器114的出气口1144连接；第二接口1164用于排气；第三接口1166和冷凝器112的入口与排气口连接。
64.在该实施例中，处理装置110还包括三通阀116，三通阀116中的一个接口连接分离器的出气口1144，另一个接口用于排气，还有一个接口同时与冷凝器112的入口和燃料电池反应装置100的排气口相连通。具体地，三通阀116的第一接口1162连接分离器114的出气口1144，未液化的尾气通过分离器114的出气口1144流出，再经由第一接口1162流入三通阀116，并从第二接口1164和/或第三接口1166流出。而从第二接口1164流出的未液化的尾气被直接排出，从第三接口1166排出的未液化的尾气则进入冷凝器112，在冷凝器112中再次被降温，使其中未液化的水蒸气被液化成为液体。进一步地，尾气也可以从第三接口1166进入，不经过冷凝器112和分离器114而直接从第二接口1164排出。
65.该实施例通过设置三通阀116，为未液化的尾气提供了多种排出通道，一种是通过第二接口1164直接排出，另一种是通过第三接口1166再次进入冷凝器112，在冷凝器112中再次被降温。进一步地，在冷凝操作不彻底，未液化的尾气中仍包含较多的水蒸气时，可以使这些尾气从第三接口1166流出，再次进入冷凝器112进行冷凝，使上次冷凝时未液化的水蒸气能够降温液化，提高了液化效率，以从燃料电池系统的尾气中分离出来更多水。通过实际需求合理控制未液化的尾气从第二接口1164和/或第三接口1166流出，能够控制水蒸气的液化效率。进一步地，在不需要处理尾气时，尾气也可以从第三接口1166进入，然后直接从第二接口1164排出，不经过冷凝器112和分离器114。
66.实施例三
67.在实施例一或二的基础上，燃料电池系统还包括：液位检测器，设置于储水装置130内，用于检测储水装置130中的水的水位，以得到水位值；控制器，与液位检测器150连接，用于获取水位值；控制器还与三通阀116连接。
68.在该实施例中，燃料电池系统还包括液位检测器和控制器。其中液位检测器150设置在储水装置130中，用于检测储水装置130中的水的水位，而控制器同时与液位检测器150和三通阀116相连接，能够根据水的水位值来控制三通阀116的第一接口1162、第二接口1164和第三接口1166的开关状态。
69.本实用新型的控制器能够获取水位值，并根据水位值控制三通阀116的接口状态，也即根据水位值控制水蒸气的液化效率，使储液罐内的液化水的水位满足需求。
70.更进一步地，液位检测器150可以是传感器，通过传感器检测水的水位，检测方便，成本低廉。
71.进一步地，燃料电池系统还包括：提醒装置，与控制器连接，用于发出提醒信号。
72.在该实施例中，燃料电池系统还包括提醒装置，提醒装置与控制器连接，使控制器能够控制提醒装置发出提醒信号。
73.该实施例设置提醒装置，并使提醒装置在水位值满足不同条件的情况下发出对应的提醒信号，使用者能够及时掌握当前的水位情况。
74.实施例四
75.在实施例一或二或三的基础上，喷洒装置120为喷头；喷头的数量为多个。
76.在该实施例中，喷洒装置120为喷头并且喷头的数量为多个。具体地，在该燃料电池系统用于车辆时，多个喷头按照由车头到车尾的顺序排列，设置在不同的位置，设置在车头处的喷头位置较低，靠近地面，而车尾处的喷头分别设置在车辆的左右两侧，通过调整喷头的高度，可以控制洒水面的宽度，进而使喷洒出来的水更加均匀，并且喷洒无死角。
77.进一步地，喷头可以为可调喷头，能够根据实际使用需求灵活地调整喷头的方向。
78.进一步地，控制器还用于控制第一阀140开启或关闭。
79.在该实施例中，控制器与第一阀140相连接，能够接收控制信号并根据控制信号来控制第一阀140的状态。
80.该实施例通过设置第一阀140，并将第一阀140与控制器连接，利用控制器控制第一阀140的开启或关闭，以使喷洒装置120能够洒水或停止洒水，更符合实际需求。
81.实施例五
82.本实用新型第二方面的一个实施例提出了一种车辆，包括：如本实用新型第一方面的任一设计的燃料电池系统，因而具备该燃料电池系统的全部有益效果，在此不再赘述。
83.进一步地，车辆还包括整车动力系统160、动力电池170和其他用电部件180，燃料电池反应装置100与整车动力系统160、动力电池170和其他用电部件180相连接，并为其供能。
84.需要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品或者计算机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过程、方法、物品或者计算机设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者计算机设备中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和计算机设备的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
85.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。