本发明专利技术公开了质子交换膜燃料电池的氢水分离方法以及氢水分离装置，质子交换膜燃料电池的氢水分离方法包括：将气体由进气口输入一级氢水分离结构进行氢水分离；实时监测气体的第一氢气湿度值；依据第一氢气湿度值控制调节组件，使得第一排气口和氢气循环泵连通，或将气体输送至二级氢水分离结构进行氢水分离；实时监测气体的第二氢气湿度值；依据第二氢气湿度值控制第二排气口和氢气循环泵连通，或控制由第二排气口排出的气体重新由进气口进入一级氢水分离结构。可依据发动机的实时功率适应性的调节设定氢气湿度值，提高了分离气体中的水分的分离效果，步骤简单，避免了气体中的水分过多造成电堆水淹的现象，降低了燃料电池的使用成本。使用成本。使用成本。
【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池的氢水分离方法及氢水分离装置
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及质子交换膜燃料电池的氢水分离方法及氢水分离装置。
技术介绍
[0002]氢燃料电池作为清洁能源技术，已经成为人类追求的可持续能源系统的重要一环，在氢燃料电池的设计研发过程中，水热管理是一项重要内容，由于电池堆反应会生成水，如果电池堆中含水过多，则会造成水淹，影响质子交换膜性能，因此，要适当降低从电池堆中排出的氢气回路中的水含量，保证电池堆的正常工作。
[0003]目前，现有技术中采用的氢水分离装置多为分为一级氢水分离结构，且现有技术中的氢水分离方法大多也仅针对于一级氢水分离结构，通过控制氢水的压力和温度等方式对氢水进行分离，对氢水分离的分离效果较差，且分离精度低。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供了质子交换膜燃料电池的氢水分离方法及氢水分离装置，以解决现有技术中的氢水分离方法对氢水分离的分离效果较差，且分离精度低的问题。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]质子交换膜燃料电池的氢水分离方法，氢水分离装置包括一级氢水分离结构以及与所述一级氢水分离结构连通的二级氢水分离结构，所述一级氢水分离结构设有进气口和第一排气口，所述二级氢水分离结构设有第二排气口，所述第一排气口用于排放所述一级氢水分离结构分离出的气体，所述第二排气口用于排放所述二级氢水分离结构分离出的气体，所述第一排气口设有第一湿度传感器，所述第二排气口设有第二湿度传感器，所述一级氢水分离结构还设有调节组件，供氢系统包括氢气循环泵，所述调节组件能调节所述第一排气口和所述氢气循环泵连通，也能调节所述进气口和所述第二排气口连通，所述质子交换膜燃料电池的氢水分离方法包括：
[0007]将完成化学反应生成的气体由所述进气口输入所述一级氢水分离结构，通过所述一级氢水分离结构对气体进行氢水分离；
[0008]依据所述第一湿度传感器实时监测气体的第一氢气湿度值；
[0009]依据所述第一氢气湿度值控制所述调节组件，使得所述第一排气口和所述氢气循环泵连通，或将气体输送至所述二级氢水分离结构，并通过所述二级氢水分离结构对气体进行氢水分离；
[0010]依据所述第二湿度传感器实时监测气体的第二氢气湿度值；
[0011]依据所述第二氢气湿度值控制所述第二排气口和所述氢气循环泵连通，或控制由所述第二排气口排出的气体重新由所述进气口进入所述一级氢水分离结构。
[0012]作为优选，依据所述第一氢气湿度值控制所述调节组件，使得所述第一排气口和所述氢气循环泵连通，或将气体输送至所述二级氢水分离结构，并通过所述二级氢水分离
结构对气体进行氢水分离的具体步骤包括：
[0013]判断所述第一氢气湿度值是否小于等于设定氢气湿度值；
[0014]若所述第一氢气湿度值小于等于设定氢气湿度值，则将所述第一排气口和所述氢气循环泵连通；
[0015]若所述第一氢气湿度值大于所述设定氢气湿度值，则将氢气输送至所述二级氢水分离结构，通过所述二级氢水分离结构对气体进行氢水分离。
[0016]作为优选，依据所述第二氢气湿度值控制所述第二排气口和所述氢气循环泵连通，或控制由所述第二排气口排出的气体重新由所述进气口进入所述一级氢水分离结构的具体步骤包括：
[0017]判断所述第二氢气湿度值是否小于等于设定氢气湿度值；
[0018]若所述第二氢气湿度值小于等于设定氢气湿度值，则将所述第二排气口和所述氢气循环泵连通；
[0019]若所述第二氢气湿度值大于所述设定氢气湿度值，则控制由所述第二排气口排出的气体重新由所述进气口进入所述一级氢水分离结构。
[0020]作为优选，所述质子交换膜燃料电池的氢水分离方法还包括：
[0021]若所述第一湿度传感器失效，则控制所述调节组件将气体输送至所述二级氢水分离结构，并通过所述二级氢水分离结构对气体进行氢水分离。
[0022]作为优选，所述质子交换膜燃料电池的氢水分离方法还包括：
[0023]监测气体由所述进气口进入所述氢水分离装置的总时长；
[0024]判断所述总时长是否大于等于设定时长；
[0025]若所述总时长大于等于所述设定时长，则控制所述第二排气口和所述氢气循环泵连通。
[0026]氢水分离装置，用于实施上述的质子交换膜燃料电池的氢水分离方法，其特征在于，所述一级氢水分离结构包括第一壳体，所述第一壳体设有所述进气口、所述第一排气口、用于连通所述第一排气口和所述二级氢水分离结构的连通口，以及第一排水口，所述调节组件包括电动推杆，以及连接于所述电动推杆的输出端的封板，所述电动推杆能推动所述封板滑动而具有第一工作位置和第二工作位置，当所述封板位于所述第一工作位置时，所述封板断开所述第一排气口和所述连通口，并将所述第一排气口打开，当所述封板位于所述第二工作位置时，所述封板封闭所述第一排气口，且将所述进气口和所述连通口连通。
[0027]作为优选，所述封板包括第一封板和与所述第一封板连接的第二封板，所述第一封板滑动连接于所述第一壳体且与所述电动推杆的输出端连接，且能断开所述第一排气口和所述连通口，所述第二封板能封闭或打开所述第一排气口。
[0028]作为优选，所述一级氢水分离结构还包括呈弧形的引流板，所述引流板设置于所述第一壳体且位于所述第一壳体内，所述引流板和所述进气口间隔设置。
[0029]作为优选，所述二级氢水分离结构包括第二壳体以及设置于所述第二壳体内的螺旋板，所述第二壳体设有所述第二排气口和第二排水口，所述第二壳体与所述螺旋板形成缓冲气道，所述缓冲气道的两端分别与所述连通口和所述第二排气口连通，所述螺旋板还设有通孔，所述第二排水口位于所述通孔的正下方。
[0030]作为优选，所述氢水分离装置还包括两位三通阀，所述两位三通阀的输入口与所
述第二排气口连通，所述两位三通阀的第一输出口和所述氢气循环泵连通，所述两位三通阀的第二输出口和所述进气口连通。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]本专利技术的目的在于提供了质子交换膜燃料电池的氢水分离方法和氢水分离装置，当燃料电池内的氢气和氧气在催化剂的作用下发生化学反应后，将反应生成的气体由一级氢水分离结构的进气口输入至一级氢水分离结构，一级氢水分离结构分离生成的气体中的水分，并通过第一湿度传感器检测分离后的气体的湿度为第一氢气湿度值，依据检测到的第一氢气湿度值判断气体的湿度，若经过一级氢水分离结构分离的气体的湿度达到要求，则将第一排气口和氢气循环泵连通，将分离好的气体通过循环泵再次输入到燃料电池的电堆内，进行重复利用，若气体的湿度未达到要求，则将氢气输送至二级氢水分离结构，再通过二级氢水分离结构对氢气进行氢水分离，并通过第二湿度传感器检测分离后的气体的湿度为第二氢气湿度值，依据检测到的第二氢气湿度值判断气体的湿度，若经过二级氢水分离结构分离的气体的湿度达到要求，则将第二排气口和氢本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.质子交换膜燃料电池的氢水分离方法，其特征在于，氢水分离装置包括一级氢水分离结构(1)以及与所述一级氢水分离结构(1)连通的二级氢水分离结构(2)，所述一级氢水分离结构(1)设有进气口(121)和第一排气口(122)，所述二级氢水分离结构(2)设有第二排气口(211)，所述第一排气口(122)用于排放所述一级氢水分离结构(1)分离出的气体，所述第二排气口(211)用于排放所述二级氢水分离结构(2)分离出的气体，所述第一排气口(122)设有第一湿度传感器，所述第二排气口(211)设有第二湿度传感器，所述一级氢水分离结构(1)还设有调节组件(11)，供氢系统包括氢气循环泵(4)，所述调节组件(11)能调节所述第一排气口(122)和所述氢气循环泵(4)连通，也能调节所述进气口(121)和所述第二排气口(211)连通，所述质子交换膜燃料电池的氢水分离方法包括：将完成化学反应生成的气体由所述进气口(121)输入所述一级氢水分离结构(1)，通过所述一级氢水分离结构(1)对气体进行氢水分离；依据所述第一湿度传感器实时监测气体的第一氢气湿度值；依据所述第一氢气湿度值控制所述调节组件(11)，使得所述第一排气口(122)和所述氢气循环泵(4)连通，或将气体输送至所述二级氢水分离结构(2)，并通过所述二级氢水分离结构(2)对气体进行氢水分离；依据所述第二湿度传感器实时监测气体的第二氢气湿度值；依据所述第二氢气湿度值控制所述第二排气口(211)和所述氢气循环泵(4)连通，或控制由所述第二排气口(211)排出的气体重新由所述进气口(121)进入所述一级氢水分离结构(1)。2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的氢水分离方法，其特征在于，依据所述第一氢气湿度值控制所述调节组件(11)，使得所述第一排气口(122)和所述氢气循环泵(4)连通，或将气体输送至所述二级氢水分离结构(2)，并通过所述二级氢水分离结构(2)对气体进行氢水分离的具体步骤包括：判断所述第一氢气湿度值是否小于等于设定氢气湿度值；若所述第一氢气湿度值小于等于设定氢气湿度值，则将所述第一排气口(122)和所述氢气循环泵(4)连通；若所述第一氢气湿度值大于所述设定氢气湿度值，则将氢气输送至所述二级氢水分离结构(2)，通过所述二级氢水分离结构(2)对气体进行氢水分离。3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的氢水分离方法，其特征在于，依据所述第二氢气湿度值控制所述第二排气口(211)和所述氢气循环泵(4)连通，或控制由所述第二排气口(211)排出的气体重新由所述进气口(121)进入所述一级氢水分离结构(1)的具体步骤包括：判断所述第二氢气湿度值是否小于等于设定氢气湿度值；若所述第二氢气湿度值小于等于设定氢气湿度值，则将所述第二排气口(211)和所述氢气循环泵(4)连通；若所述第二氢气湿度值大于所述设定氢气湿度值，则控制由所述第二排气口(211)排出的气体重新由所述进气口(121)进入所述一级氢水分离结构(1)。4.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的氢水分离方法，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池的氢水分离方法还包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：李仁波，高明春，陈宾，杨贝贝，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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