CN115513503B - 一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法，涉及燃料电池技术领域，为了解决燃料电池在使用时，尾气中气体、液体分离效果不佳，以及燃料电池性能不佳的问题。本车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法，包括分离罐、辅助系统、排放分离系统、数据评估系统和警报系统，燃油供给模块与空气供给模块中的多个部件的相互配合作用，可以使燃料电池工作时的动能更加的稳定，重力分离模块和旋转离心分离模块两种应对气流的方式可以有效的将尾气中的气体和液体进行分离，保持电池的运行效率和箱内的油面使用状态，当风险等级数据值超出设定合格范围内的模拟信号数值时，根据风险等级进行报警处理，保障了燃料电池在使用时的安全性。

Description

一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体为一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法。

背景技术

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。

公开号为CN111082109B的中国专利公开了一种氢燃料电池汽车尾气水气分离排放系统及其控制方法，主要解决供氢系统和供氧系统尾气气液分离处理，在尾气处理系统中增加了混排装置，集成了排水箱和排气箱，将干燥气体和水份在混排装置中实现分箱储存和处理，使得布置结构更加紧凑。同时经过气液分离后部分氢气可以回到燃料电池供氢系统中循坏再利用。上述专利虽然解决了燃料电池气液分离后能源再循环利用的问题，但是在实际操作中仍然存在以下问题需要解决：

1.燃料电池在进行启动时，启动性能不佳，导致燃料电池尾气进行排放时压力不稳定从而无法正常排放。

2.燃料电池工作时产生的尾气在进行排放时，没有进行分离、排热的处理，从而导致液体、气体回流电池受损。

3.各组部件在进行使用时，传感器无法及时的将采集的数据信号进行传输，并且进行传输时无法对数据进行风险分析与警报处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法，燃油供给模块与空气供给模块中的多个部件的相互配合作用，可以使燃料电池工作时的动能更加的稳定，重力分离模块和旋转离心分离模块两种应对气流的方式可以有效的将尾气中的气体和液体进行分离，保持电池的运行效率和箱内的油面使用状态，当风险等级数据值超出设定合格范围内的模拟信号数值时，根据风险等级进行报警处理，有效的保障了燃料电池在使用时的安全性，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，包括分离罐、辅助系统、排放分离系统、数据评估系统和警报系统；

辅助系统，用于通过多种反应剂和装置为燃料电池前期启动工作提供动能；

排放分离系统，用于基于辅助系统中燃料电池启动后带来的热能、废水以及废气并将其进行处理；

数据评估系统，用于基于排放分离系统中各组部件的处理数据进行AD转换，转换后将其数据进行数据评估；

警报系统，用于基于数据评估系统中各组部件的评估数据，对其进行不同强度的警报处理；

所述分离罐包括隔板、立柱、导管、罐体内腔、固定轴和分隔片，分离罐一端设置有导管，分离罐另一端与立柱一端连接，立柱另一端设置有隔板，分离罐内开设有罐体内腔，罐体内腔中安装固定轴，固定轴外壁设置有分隔片。

优选的，所述辅助系统，包括：

反应剂供给单元，用于：

将不同的反应剂通过不同的方式放入至不同的部件中，为部件提供不同的源能；

可燃气混合气形成单元，用于：

在发生燃烧后，空气涡流可使新鲜空气与燃气在密度作用下发生分离作用，其中，小的燃气向燃烧室中心运动，大的空气被挤到燃烧室外缘，以促进与未燃燃油混合；

排气单元，用于：

将可燃混合气体与废气通过进气管、排气管、排气消声器进行排放。

优选的，所述反应剂供给单元，包括：

燃油供给模块，用于：

将可燃混合气体向气缸内供给；

其中，燃油供给还包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器，节温定时开关和冷起动阀(冷起动喷油器)等部件；

空气供给模块，用于：

为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的排气量；

其中，空气供给还包括空气计量装置(空气流量计或进气压力传感器)、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器等部。

优选的，所述排放分离系统，包括：

排热单元，用于：

根据车用工况对燃料电池进入热管理；

其中，在高温时通过冷却装置降低电池温度，同时使单电池间的温度尽可能小，进出口温度差在5-10℃范围内，冷却液流量控制在240L/min以内，电机出口的冷却液温度控制在65℃以内，空压机出口温度控制在100℃以内，转换器温度控制在60°以内；

分离单元，用于：

通过分离方式将燃料电池工作时产生的热量、尾气进行气液分离；并且分离罐采用分离单元进行工作。

优选的，所述排热单元，包括：

液冷冷却模块，用于：

采用液冷的方式对燃料电池进行冷却；

其中冷却回路由电池电堆、水泵、散热器、风扇、节温器和管道组成；

其中当电堆温度未达到适宜的温度区间时，小循环自动开启，当电堆温度升高后，控制节温器可启动大循环；

获取电堆温度未达到60-85℃时，冷却液不经过散热器，使电堆温度快速达到合适的工作温度，

获取电堆温度升至理想工作温度后，电堆不断产出热量，温度继续升高，冷却液流过散热器进行散热，降低冷却液温度；

循环冷却模块，用于：

通过三种热源的回路，将热源进行冷却处理；

根据热源回路的温度要求进行部件的冷却，根据热源回路的温度要求进行部件的冷却，其中三个热源分别是DC/DC、电机和空压机，在水泵后依次不止电机、DC/DC、和空压机，部件温度和流经DC/DC、电机和空压机的冷却液温度也依次提高。

优选的，所述分离单元，包括：

重力分离模块，用于：

当气体通过车辆启动后，流速过快的气压冲击让热源气体上升后，对挡板进行冲击；

旋转离心分离模块，用于：

当气体通过车辆启动后，流速过缓的气压冲击让热源气体上升后，气流流入至分离器中，并对其进行旋转分离；

液体排放模块，用于：

基于重力分离模块和旋转离心分离模块中从气体中分离出来的液体通过不同的管道进行排放。

优选的，所述数据评估系统，包括：

传感器信号接收单元，用于：

将不同部件中不同作用的传感器数据进行信号接收，并通过AD转换成模拟数字信号；

数字信号筛查单元，用于：

基于传感器信号接收单元中不同的部件传感器的模拟数字信号，对其进行信号数值筛查，

获取每个传感器的模拟数字信号在传输数据时的数值变动情况；

根据每个传感器的模拟数字信号在传输数据时的流量变动情况评估出每个数值的变化浮动；

将每个传感器的模拟数字信号重要度大于等于预设阈值的目标数值标准进行统计；

获取每个传感器的模拟数字信号的历史传输成功数据，解析所述历史传输成功数据确定其完整性和安全性，根据所述完整性和安全性评估出该传感器的模拟数字信号的威胁风险指数和漏洞风险指数；

根据每个传感器的模拟数字信号的数值数据的变化强度和该数据接收终端的威胁风险指数和漏洞风险指数利用预设风险评估体系计算出该传感器的模拟数字信号的安全性指数；

筛查数据等级评估单元，用于：

根据每个传感器的模拟数字信号的安全性指数筛选出安全数据数值和风险数据数值；

接收所述安全数据数值发送的第一数据；

获取所述风险数据数值的传感器信息和位置；

根据所述传感器信息构建风险数据数值的共享数据传输通道；

获取所述共享数据传输通道中的多个汇聚节点，确定每个汇聚节点的单次最大汇集数据量；

确定所述风险数据数值的第二数据中数据量最大的目标第二数据；

根据所述目标第二数据和共享数据传输通道中每个汇聚节点的单次最大汇集数据量计算出共享数据传输通道的目标数据传输效率。

优选的，所述警报系统，包括：

评估数据接收单元，用于：

基于数据评估系统中多个传感器模拟信息数据中，每个传感器模拟信息数据中最大汇集数据对其进行数据接收；

等级预警单元，用于：

对最大汇集数据机进行风险等级筛分，等级分为一级风险、二级风险....N级风险，风险级数越高，则风险等级就越高；

预警单元，用于：

基于等级预警单元中风险等级中超出设定合格范围内的模拟信号数值，将其进行警报处理。

本发明提供另一种技术方案，一种车用燃料电池尾气水汽分离系统的分离方法，包括以下步骤：

第一步：燃料电池通过辅助系统中的反应剂供给单元、可燃气混合气形成单元和排气单元先对燃料电池前期部件启动做处理：

第二步：燃料电池前期启动完成后，通过排放分离系统对燃料电池启动后产生的热源和尾气进行排热处理和气液分离处理，并将气体和热源中产生的水汽进行排放；

第三步：在对燃料电池启动后产生的热源、尾气和水汽处理时使用的传感器信号通过数据评估系统对不同的传感器信号数值进行数值评估计算：

第四步：对不同的传感器信号数值进行数值评估计算完成后，再通过警报系统将评估完成的最终数值进行风险等级划分，将超过合格范围内的数值进行统计，并对其进行警报。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明提供一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法，燃油供给模块将可燃混合气体向气缸内供给，还包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器，节温定时开关和冷起动阀(冷起动喷油器)等部件，空气供给模块为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的排气量，还包括空气计量装置(空气流量计或进气压力传感器)、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器等部件，燃油供给模块与空气供给模块中的多个部件的相互配合作用，可以使燃料电池工作时的动能更加的稳定，不会出现因为动能原因导致的尾气无法正常排放、分离的问题。

2.本发明提供一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法，重力分离模块中起始气流流速过块，液体的惯性过大，可以产生碰撞时挡板可对气体行程气压冲击，水滴在与挡板碰撞后，在档板表面生成很薄的一层水会顺着挡板流下来，并在挡板边缘集聚成更大颗粒的水滴，水滴在本身重力作用下与空气分离，旋转离心分离模块中起始气流流速过慢，液体的惯性过小，无法产生碰撞时，气流沿筒壁切线方向进入分离器在里面产生旋转，混在气体中的水滴也跟着一起旋转并产生离心力，质量大的水滴所产生的离心力大，在离心力作用下大水滴向外壁移动，碰到外壁(也是挡板)后再集聚长大并与气体分离而粒径较小的水滴却在气体压力作用下向呈负压状态的中心轴线迁移，两种应对气流的方式可以有效的将尾气中的气体和液体进行分离，保持电池的运行效率和箱内的油面使用状态。

3.本发明提供一种车用燃料电池尾气水汽分离系统及其分离方法，传感器分为温度传感器、水位传感器、气流传感器、气压传感器等等，不同的传感器对应在不同的部件上，不同部件的使用情况数据，通过AD转换为模拟数字信号，并将多个模拟数字信号中的不同的采集数据进行风险数据筛分，并取其最大汇集数据，然后通过等级预警单元对最大汇集数据机进行风险等级筛分，等级分为一级风险、二级风险....N级风险，风险级数越高，则风险等级就越高，当风险等级数据值超出设定合格范围内的模拟信号数值时，根据风险等级进行报警处理，有效的保障了燃料电池在使用时的安全性。

附图说明

图1为本发明的整体流程模块图；

图2为本发明的辅助系统模块图；

图3为本发明的反应剂供给单元模块图；

图4为本发明的排放分离系统模块图；

图5为本发明的排热单元模块图；

图6为本发明的分离单元模块图；

图7为本发明的分离罐结构示意图；

图8为本发明的罐体内腔结构示意图；

图9为本发明的数据评估系统模块图；

图10为本发明的警报系统模块图。

图中：1、分离罐；11、隔板；12、立柱；13、导管；14、罐体内腔；15、固定轴；16、分隔片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中，燃料电池在进行启动时，启动性能不佳，导致燃料电池尾气进行排放时压力不稳定，无法正常排放的问题，请参阅图1-图3，本实施例提供以下技术方案：

一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，包括辅助系统、排放分离系统、数据评估系统和警报系统；辅助系统，用于通过多种反应剂和装置为燃料电池前期启动工作提供动能；排放分离系统，用于基于辅助系统中燃料电池启动后带来的热能、废水以及废气并将其进行处理；数据评估系统，用于基于排放分离系统中各组部件的处理数据进行AD转换，转换后将其数据进行数据评估；警报系统，用于基于数据评估系统中各组部件的评估数据，对其进行不同强度的警报处理。

所述辅助系统，包括：反应剂供给单元，用于：将不同的反应剂通过不同的方式放入至不同的部件中，为部件提供不同的源能；可燃气混合气形成单元，用于：在发生燃烧后，空气涡流可使新鲜空气与燃气在密度作用下发生分离作用，其中，小的燃气向燃烧室中心运动，大的空气被挤到燃烧室外缘，以促进与未燃燃油混合；排气单元，用于：将可燃混合气体与废气通过进气管、排气管、排气消声器进行排放。所述反应剂供给单元，包括：燃油供给模块，用于：将可燃混合气体向气缸内供给；其中，燃油供给还包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器，节温定时开关和冷起动阀(冷起动喷油器)等部件；空气供给模块，用于：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的排气量；其中，空气供给还包括空气计量装置(空气流量计或进气压力传感器)、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器等部件。

具体的，燃油供给模块中燃油箱用于储存燃油用，燃油泵其作用是将燃油从燃油箱中泵人燃油管路，并使燃油保持一定的压力，经过滤清器输送到燃油喷油器和冷起动阀。燃油泵按其安装位置分为外装泵和内装泵两种外装泵即将泵装在油箱之外的输油管路中，内装泵则是将泵安装在燃油箱内。与外装泵比较，它不易产生气阻和燃油泄漏，且噪音小。燃油缓冲器也称脉动阻尼器，其作用是使燃油泵泵出的油压变得平稳，减少抽压波动和降低噪音。燃油压力调节器的油路中安装有压力调节器，它使燃油压力相对于人气压力或进气管负压保持一定，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定。此压力差一般维持在250kPa，当供油压力超过规定值时，压力调节器内的减压阀打开，汽油便经过回油管流回油箱，使输油管油压保持恒定。燃油滤清器装于燃油缓仲器与喷油器之间的油路中，其作用是滤除燃油中的水份和杂质等污物，以防堵塞喷油器计阀。喷油器安装在节气门体空气人口处(SPI系统)或进气歧管靠近各缸进气门附近(MPI系统)，受电子控制器喷油信号的控制，其喷油量由喷油器通电时间的长短决定，从而将适量的燃油成雾状喷入进气歧管。喷油器由电于控制器送来喷油电流信号，电流流经电磁线圈产生电磁吸力，该吸力吸引铁心，由于针阀与铁心制成一体，故此时计阀打开，燃油由喷油器喷出。节温定时开关和冷起动阀(冷起动喷油器)节温定时开关的作用是监测冷却水的温度，当发动机起动，冷却水温度低114C时，开关的触点闭合，使冷起动阀喷油。冷起动阀的作用是在冷起动发动机时向进气歧管喷射额外的燃油，以改善低温起动性能，空气供给模块工作原理：空气通过进气通道并经过空气流量计，空气流量计的传感器(电位计)在气流压力(流量)的作用下，输出一个电压信号。并把此电压信号传输给ECU，ECU根据此信号和转速等信号来决定基本喷油量。当发动机怠速时，节气门处于全关闭位置。ECU根据此信号和冷却水温度信号来确定怠速喷油量。怠速运转所需的空气量流经旁通通路，在旁通通道中，安装了能改变通路面积的怠速调整螺钉，以调整正常怠速时的空气流量。从而调整怠速运行状况，调整怠速转速。电控怠速控制系统在ECU控制下的怠速控制阀能够根据发动机实际工况变化来改变怠速时流入发动机的空气量，使发动机在不同工况下都能以最佳转速(怠速)运转，燃油供给模块与空气供给模块中的多个部件的相互配合作用，可以使燃料电池工作时的动能更加的稳定，不会出现因为动能原因导致的尾气无法正常排放、分离的问题。

为了解决现有技术中，燃料电池工作时产生的尾气在进行排放时，没有进行分离、排热的处理，从而导致液体、气体回流，电池受损的问题，请参阅图4-图8，本实施例提供以下技术方案：

所述排放分离系统，包括：排热单元，用于：根据车用工况对燃料电池进入热管理；其中，在高温时通过冷却装置降低电池温度，同时使单电池间的温度尽可能小，进出口温度差在5-10℃范围内，冷却液流量控制在240L/min以内，电机出口的冷却液温度控制在65℃以内，空压机出口温度控制在100℃以内，转换器温度控制在60°以内；分离单元，用于：通过分离方式将燃料电池工作时产生的热量、尾气进行气液分离，并且分离罐1采用分离单元进行工作。所述排热单元，包括：液冷冷却模块，用于：采用液冷的方式对燃料电池进行冷却；其中冷却回路由电池电堆、水泵、散热器、风扇、节温器和管道组成；其中当电堆温度未达到适宜的温度区间时，小循环自动开启，当电堆温度升高后，控制节温器可启动大循环；获取电堆温度未达到60-85℃时，冷却液不经过散热器，使电堆温度快速达到合适的工作温度，获取电堆温度升至理想工作温度后，电堆不断产出热量，温度继续升高，冷却液流过散热器进行散热，降低冷却液温度；循环冷却模块，用于：通过三种热源的回路，将热源进行冷却处理；根据热源回路的温度要求进行部件的冷却，根据热源回路的温度要求进行部件的冷却，其中三个热源分别是DC/DC、电机和空压机，在水泵后依次不止电机、DC/DC、和空压机，部件温度和流经DC/DC、电机和空压机的冷却液温度也依次提高。所述分离单元，包括：重力分离模块，用于：当气体通过车辆启动后，流速过快的气压冲击让热源气体上升后，对挡板进行冲击；旋转离心分离模块，用于：当气体通过车辆启动后，流速过缓的气压冲击让热源气体上升后，气流流入至分离器中，并对其进行旋转分离；液体排放模块，用于：基于重力分离模块和旋转离心分离模块中从气体中分离出来的液体通过不同的管道进行排放；所述分离罐1包括隔板11、立柱12、导管13、罐体内腔14、固定轴15和分隔片16，分离罐1一端设置有导管13，分离罐1另一端与立柱12一端连接，立柱12另一端设置有隔板11，分离罐1内开设有罐体内腔14，罐体内腔14中安装固定轴15，固定轴15外壁设置有分隔片16。

具体的，当起始气流流速过慢，液体的惯性过小，无法产生碰撞时，气流沿筒壁切线方向进入分离器在里面产生旋转，混在气体中的水滴也跟着一起旋转并产生离心力，质量大的水滴所产生的离心力大，在离心力作用下大水滴向外壁移动，碰到外壁(也是挡板)后再集聚长大并与气体分离而粒径较小的水滴却在气体压力作用下向呈负压状态的中心轴线迁移，当起始气流流速过块，液体的惯性过大，可以产生碰撞时挡板可对气体行程气压冲击，水滴在与挡板碰撞后，在档板表面生成很薄的一层水会顺着挡板流下来，并在挡板边缘集聚成更大颗粒的水滴，水滴在本身重力作用下与空气分离，两种应对气流的方式可以有效的将尾气中的气体和液体进行分离，保持电池的运行效率和箱内的油面使用状态，分离罐1采用分离单元进行工作，气流过大冲击到隔板11时，水滴在与隔板11碰撞后，在隔板11表面生成很薄的一层水会顺着隔板11流下来，气流流速过慢，气流会流入罐体内腔14内，固定轴15通过外部控制装置可进行转动，转动后带动分隔片16进行转动，气流通过罐体内腔14内多个转动的分隔片1进行旋转，并产生离心力，质量大的水滴所产生的离心力大，在离心力作用下大水滴向外壁移动，碰到外壁(也是挡板)后再集聚长大并与气体分离而粒径较小的水滴却在气体压力作用下向呈负压状态的中心轴线迁移。

为了解决现有技术中，各组部件在进行使用时，传感器无法及时的将采集的数据信号进行传输，并且进行传输时无法对数据进行风险分析与警报处理的问题，请参阅图9-图10，本实施例提供以下技术方案：

所述数据评估系统，包括：传感器信号接收单元，用于：将不同部件中不同作用的传感器数据进行信号接收，并通过AD转换成模拟数字信号；数字信号筛查单元，用于：基于传感器信号接收单元中不同的部件传感器的模拟数字信号，对其进行信号数值筛查，获取每个传感器的模拟数字信号在传输数据时的数值变动情况；根据每个传感器的模拟数字信号在传输数据时的流量变动情况评估出每个数值的变化浮动；将每个传感器的模拟数字信号重要度大于等于预设阈值的目标数值标准进行统计；获取每个传感器的模拟数字信号的历史传输成功数据，解析所述历史传输成功数据确定其完整性和安全性，根据所述完整性和安全性评估出该传感器的模拟数字信号的威胁风险指数和漏洞风险指数；根据每个传感器的模拟数字信号的数值数据的变化强度和该数据接收终端的威胁风险指数和漏洞风险指数利用预设风险评估体系计算出该传感器的模拟数字信号的安全性指数；筛查数据等级评估单元，用于：根据每个传感器的模拟数字信号的安全性指数筛选出安全数据数值和风险数据数值；接收所述安全数据数值发送的第一数据；获取所述风险数据数值的传感器信息和位置；根据所述传感器信息构建风险数据数值的共享数据传输通道；获取所述共享数据传输通道中的多个汇聚节点，确定每个汇聚节点的单次最大汇集数据量；确定所述风险数据数值的第二数据中数据量最大的目标第二数据；根据所述目标第二数据和共享数据传输通道中每个汇聚节点的单次最大汇集数据量计算出共享数据传输通道的目标数据传输效率。

所述警报系统，包括：评估数据接收单元，用于：基于数据评估系统中多个传感器模拟信息数据中，每个传感器模拟信息数据中最大汇集数据对其进行数据接收；等级预警单元，用于：对最大汇集数据机进行风险等级筛分，等级分为一级风险、二级风险....N级风险，风险级数越高，则风险等级就越高；预警单元，用于：基于等级预警单元中风险等级中超出设定合格范围内的模拟信号数值，将其进行警报处理。

具体的，传感器分为温度传感器、水位传感器、气流传感器、气压传感器等等，不同的传感器对应在不同的部件上，不同部件的使用情况数据，通过AD转换为模拟数字信号，并将多个模拟数字信号中的不同的采集数据进行风险数据筛分，并取其最大汇集数据，然后通过等级预警单元对最大汇集数据机进行风险等级筛分，等级分为一级风险、二级风险....N级风险，风险级数越高，则风险等级就越高，当风险等级数据值超出设定合格范围内的模拟信号数值时，根据风险等级进行报警处理。

一种车用燃料电池尾气水汽分离系统的分离方法，包括以下步骤：

第一步：燃料电池通过辅助系统中的反应剂供给单元、可燃气混合气形成单元和排气单元先对燃料电池前期部件启动做处理：

第二步：燃料电池前期启动完成后，通过排放分离系统对燃料电池启动后产生的热源和尾气进行排热处理和气液分离处理，并将气体和热源中产生的水汽进行排放；

第三步：在对燃料电池启动后产生的热源、尾气和水汽处理时使用的传感器信号通过数据评估系统对不同的传感器信号数值进行数值评估计算：

第四步：对不同的传感器信号数值进行数值评估计算完成后，再通过警报系统将评估完成的最终数值进行风险等级划分，将超过合格范围内的数值进行统计，并对其进行警报。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，包括分离罐(1)、辅助系统、排放分离系统、数据评估系统和警报系统；

辅助系统，用于通过多种反应剂和装置为燃料电池前期启动工作提供动能；

排放分离系统，用于基于辅助系统中燃料电池启动后带来的热能、废水以及废气并将其进行处理；

数据评估系统，用于基于排放分离系统中各组部件的处理数据进行AD转换，转换后将其数据进行数据评估；

警报系统，用于基于数据评估系统中各组部件的评估数据，对其进行不同强度的警报处理；

所述分离罐(1)包括隔板(11)、立柱(12)、导管(13)、罐体内腔(14)、固定轴(15)和分隔片(16)，分离罐(1)一端设置有导管(13)，分离罐(1)另一端与立柱(12)一端连接，立柱(12)另一端设置有隔板(11)，分离罐(1)内开设有罐体内腔(14)，罐体内腔(14)中安装固定轴(15)，固定轴(15)外壁设置有分隔片(16)。

2.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述辅助系统，包括：

反应剂供给单元，用于：

将不同的反应剂通过不同的方式放入至不同的部件中，为部件提供不同的源能；

可燃气混合气形成单元，用于：

在发生燃烧后，空气涡流可使新鲜空气与燃气在密度作用下发生分离作用，其中，小的燃气向燃烧室中心运动，大的空气被挤到燃烧室外缘，以促进与未燃燃油混合；

排气单元，用于：

将可燃混合气体与废气通过进气管、排气管、排气消声器进行排放。

3.根据权利要求2所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述反应剂供给单元，包括：

燃油供给模块，用于：

将可燃混合气体向气缸内供给；

其中，燃油供给还包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器，节温定时开关和冷起动阀；

空气供给模块，用于：

为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的排气量；

其中，空气供给还包括空气计量装置、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述排放分离系统，包括：

排热单元，用于：

根据车用工况对燃料电池进入热管理；

其中，在高温时通过冷却装置降低电池温度，进出口温度差在5-10℃范围内，冷却液流量控制在240L/min以内，电机出口的冷却液温度控制在65°C以内，空压机出口温度控制在100℃以内，转换器温度控制在60°以内；

分离单元，用于：

通过分离方式将燃料电池工作时产生的热量、尾气进行气液分离，并且分离罐(1)采用分离单元进行工作。

5.根据权利要求4所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述排热单元，包括：

液冷冷却模块，用于：

采用液冷的方式对燃料电池进行冷却；

其中冷却回路由电池电堆、水泵、散热器、风扇、节温器和管道组成；

其中当电堆温度未达到适宜的温度区间时，小循环自动开启，当电堆温度升高后，控制节温器可启动大循环；

获取电堆温度未达到60-85℃时，冷却液不经过散热器，使电堆温度快速达到合适的工作温度，

获取电堆温度升至理想工作温度后，电堆不断产出热量，温度继续升高，冷却液流过散热器进行散热，降低冷却液温度；

循环冷却模块，用于：

通过三种热源的回路，将热源进行冷却处理；

根据热源回路的温度要求进行部件的冷却，根据热源回路的温度要求进行部件的冷却，其中三个热源分别是DC/DC、电机和空压机，在水泵后依次不止电机、DC/DC、和空压机，部件温度和流经DC/DC、电机和空压机的冷却液温度依次提高。

6.根据权利要求4所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述分离单元，包括：

重力分离模块，用于：

当气体通过车辆启动后，流速过快的气压冲击让热源气体上升后，对挡板进行冲击；

旋转离心分离模块，用于：

当气体通过车辆启动后，流速过缓的气压冲击让热源气体上升后，气流流入至分离器中，并对其进行旋转分离；

液体排放模块，用于：

基于重力分离模块和旋转离心分离模块中从气体中分离出来的液体通过不同的管道进行排放。

7.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述数据评估系统，包括：

传感器信号接收单元，用于：

将不同部件中不同作用的传感器数据进行信号接收，并通过AD转换成模拟数字信号；

数字信号筛查单元，用于：

基于传感器信号接收单元中不同的部件传感器的模拟数字信号，对其进行信号数值筛查，

获取每个传感器的模拟数字信号在传输数据时的数值变动情况；

根据每个传感器的模拟数字信号在传输数据时的流量变动情况评估出每个数值的变化浮动；

将每个传感器的模拟数字信号重要度大于等于预设阈值的目标数值标准进行统计；

获取每个传感器的模拟数字信号的历史传输成功数据，解析所述历史传输成功数据确定其完整性和安全性，根据所述完整性和安全性评估出该传感器的模拟数字信号的威胁风险指数和漏洞风险指数；

根据每个传感器的模拟数字信号的数值数据的变化强度和该数据接收终端的威胁风险指数和漏洞风险指数利用预设风险评估体系计算出该传感器的模拟数字信号的安全性指数；

筛查数据等级评估单元，用于：

根据每个传感器的模拟数字信号的安全性指数筛选出安全数据数值和风险数据数值；

接收所述安全数据数值发送的第一数据；

获取所述风险数据数值的传感器信息和位置；

根据所述传感器信息构建风险数据数值的共享数据传输通道；

获取所述共享数据传输通道中的多个汇聚节点，确定每个汇聚节点的单次最大汇集数据量；

确定所述风险数据数值的第二数据中数据量最大的目标第二数据；

根据所述目标第二数据和共享数据传输通道中每个汇聚节点的单次最大汇集数据量计算出共享数据传输通道的目标数据传输效率。

8.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池尾气水汽分离系统，其特征在于：所述警报系统，包括：

评估数据接收单元，用于：

基于数据评估系统中多个传感器模拟信息数据中，每个传感器模拟信息数据中最大汇集数据对其进行数据接收；

等级预警单元，用于：

对最大汇集数据机进行风险等级筛分，等级分为一级风险、二级风险....N级风险，风险级数越高，则风险等级就越高；

预警单元，用于：

基于等级预警单元中风险等级中超出设定合格范围内的模拟信号数值，将其进行警报处理。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的车用燃料电池尾气水汽分离系统的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：燃料电池通过辅助系统中的反应剂供给单元、可燃气混合气形成单元和排气单元先对燃料电池前期部件启动做处理：

第二步：燃料电池前期启动完成后，通过排放分离系统对燃料电池启动后产生的热源和尾气进行排热处理和气液分离处理，并将气体和热源中产生的水汽进行排放；

第三步：在对燃料电池启动后产生的热源、尾气和水汽处理时使用的传感器信号通过数据评估系统对不同的传感器信号数值进行数值评估计算：

第四步：对不同的传感器信号数值进行数值评估计算完成后，再通过警报系统将评估完成的最终数值进行风险等级划分，将超过合格范围内的数值进行统计，并对其进行警报。