CN109799457A - 一种燃料电池水管理监测***及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池水管理监测***，包括：氢气支路、空气支路、氮气支路、燃料电池模块、数据采集及处理模块、以及余热废水回收模块，其中，所述燃料电池模块内包含燃料电池以及用于测量燃料电池内部水量的交流阻抗测试仪，所述余热废水回收模块包括与燃料电池连接的气液分离装置、以及与气液分离装置连接的余热废水回收水路，所述余热废水回收水路内的废水能够用作气体加湿。本发明还公开了上述监测***的工作方法。本发明的燃料电池水管理监测***及其工作方法可以监测燃料电池内部水量以预防排除燃料电池产生水淹或脱水故障，同时可以根据燃料电池实验台所需工作环境进行实时调节，并充分利用燃料电池反应区所排出的带余热的废水。

Description

一种燃料电池水管理监测***及其工作方法

技术领域

本发明属于燃料电池测试领域，具体涉及一种燃料电池水管理监测***及其工作方法。

背景技术

随着人类科学技术的发展和应用，当今的节约能源和环境保护已成为人类社会可持续发展战略的核心，是影响当今世界各国能源决策和科技导向的关紧因素。同时，它也是促进能源科技发展的巨大动力，20世纪建立起来的庞大能源***已无法适应未来社会对高效、清洁、经济、安全的能源体系的要求，能源发展正面临着巨大的挑战。

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池与一般发电装置的不同之处是直接通过电化学反应将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能，能量转化率高，对环境无污染，具有广阔的发展前景。

燃料电池可以是理想的全固态机械结构，即没有可移动的部件，这样的***具有高可靠性和长寿命。并且在燃料电池以氢气和氧气为燃料时生成水，没有污染，对环境比较友好。

根据电解质的不同，燃料电池可分为磷酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池五大类，尤其是质子交换膜燃料电池可在低温工作，并且具有较高的功率密度，其发电效率可达到60％左右，排放物只有水，对环境没有污染，广泛应用于交通、军事、通信等领域。

现有的对燃料电池性能测试的测试***中没有对燃料电池反应时所排出的产物加以利用，尤其是带余热的废水，从而造成能源的浪费，不符合当今节约能源与环境保护的核心主题。

因此，对燃料电池性能测试还需要进一步研究，在及时发现并调节燃料电池的水平衡问题的同时，还对燃料电池排出的产物进行回收利用，则需要提出更为可行的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池水管理监测***及其工作方法，以在及时发现并调节燃料电池的水平衡问题的同时，还能对燃料电池工作时所产生的带有余热的废水进行回收利用。

为此，本发明提供了一种燃料电池水管理监测***，包括：氢气支路、空气支路、氮气支路、燃料电池模块、数据采集及处理模块、以及余热废水回收模块；其中，

所述燃料电池模块内包含燃料电池、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、以及用于测量所述燃料电池内部水量的交流阻抗测试仪；

所述氢气支路连接在燃料电池的阳极，包括依次设置的氢气瓶、供气控制阀一、减压阀一、过滤器一、温度控制装置一、压力发生装置一、测量装置一、转子流量计一、以及测量装置二，其中，所述转子流量计一与测量装置二之间并联设置有干燥气路一和加湿气路一，所述干燥气路一中设有干气线路控制阀一，所述加湿气路一中设有湿气线路控制阀一和加湿器一；

所述空气支路连接在燃料电池的阴极，包括依次设置的空气泵、供气控制阀二、减压阀二、过滤器二、温度控制装置二、压力发生装置二、测量装置三、转子流量计二、以及测量装置四，其中，所述转子流量计二与测量装置四之间并联设置有干燥气路二和加湿气路二，所述干燥气路二中设有干气线路控制阀二，所述加湿气路二中设有湿气线路控制阀二和加湿器二；

所述氮气支路包括依次设置的氮气瓶、供气控制阀三、减压阀三、过滤器一、温度控制装置一、压力发生装置一、测量装置一、转子流量计一、干气线路控制阀一、以及测量装置二，其中，所述氮气瓶与所述氢气支路的氢气瓶并联连接在所述过滤器一上；

所述余热废水回收模块包括余热废水回收水路、以及与燃料电池连接的气液分离装置，其中，所述余热废水回收水路连接在所述气液分离装置的排水口，所述余热废水回收水路包括热水支路、冷水支路、以及与所述加湿器一和加湿器二连通的连接水路，所述热水支路和冷水支路并联连接在所述连接水路前，所述热水支路中设有温控水泵一，所述冷水支路中设有串联的冷凝水箱和温控水泵二，所述连接水路中设有温度控制装置三和温度传感器一；

所述数据采集及处理模块分别连接所述燃料电池模块、供气控制阀一、减压阀一、温度控制装置一、压力发生装置一、测量装置一、转子流量计一、测量装置二、干气线路控制阀一、湿气线路控制阀一、供气控制阀二、减压阀二、温度控制装置二、压力发生装置二、测量装置三、转子流量计二、测量装置四、干气线路控制阀二、湿气线路控制阀二、供气控制阀三、减压阀三、温控水泵一、温控水泵二、温度控制装置三、以及温度传感器一。

进一步地，所述余热废水回收模块还包括设置在余热废水回收水路中的水收集器，所述水收集器与气液分离装置连通，所述温控水泵一连接在水收集器上，所述冷凝水箱与水收集器连通，所述温控水泵二、冷凝水箱与温控水泵一并联连接在温度控制装置三前。

进一步地，上述监测***还包括与所述气液分离装置连接的气体回收装置。

进一步地，所述连接水路中还设有去离子过滤器，余热废水回收水路内的废水在送入加湿器一和加湿器二前经过所述去离子过滤器过滤。

进一步地，所述测量装置一用于测量氢气的温度、湿度和压力，所述测量装置二用于测量氢气的流量、温度、湿度和压力，所述测量装置三用于测量空气的温度、湿度和压力，所述测量装置四用于测量空气的流量、温度、湿度和压力。

进一步地，所述燃料电池为质子交换膜燃料电池。

本发明还提供了前述一种燃料电池水管理监测***的工作方法，包括如下步骤：

由氢气瓶和空气泵提供的氢气、空气通过各自的进气支路进行压力调整、流量控制、温度控制和湿度控制后，分别进入燃料电池的阳极和阴极反应，氢气与空气进入燃料电池充分反应后，对排出的混合气体在气液分离装置进行水气分离；

通过数据采集及处理模块对实验数据进行采集和后续处理；

在燃料电池模块工作过程中，所述交流阻抗测试仪连接数据采集及处理模块，交流阻抗测试仪会检测燃料电池内部的水位状态，并传输给数据采集及处理模块，该数据采集及处理模块通过比较实际值与两个预设的水位值判断燃料电池是否处于水淹或脱水状态；

该数据采集及处理模块根据前述水位状态的判断结果控制是否进行除水和加湿；产生水淹时，数据采集及处理模块开启氮气支路，采取吹扫干氮气来排除燃料电池反应区的残留气体及多余积水，从而降低燃料电池内部水位；产生脱水时，数据采集及处理模块通过控制余热废水回收水路中的温控水泵一和温控水泵二，加快可控温度水对加湿器一和加湿器二的供应，增加输入燃料电池内的氢气与空气的湿度，从而增加燃料电池内部含水量。

作为一种优选手段，水位检测、水位状态判断、以及数据采集及处理模块的水位状态控制同步进行。

本发明的有益效果在于：

本发明的燃料电池水管理监测***及其工作方法可以监测燃料电池内部水量以预防排除燃料电池产生水淹或脱水故障，同时可以根据燃料电池实验台所需工作环境进行实时调节，并充分利用燃料电池反应区所排出的带余热的废水。采用本发明能够及时发现并调节燃料电池的水平衡问题，从而提高了燃料电池效率，一定程度上延长了燃料电池的使用寿命，并使燃料电池实验台测试运行更加安全可靠。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的总体方案流程图。

附图标记说明

1、氢气瓶； 2、供气控制阀一；

3、减压阀一； 4、过滤器一；

5、温度控制装置一； 6、压力发生装置一；

7、测量装置一； 8、转子流量计一；

9、测量装置二； 10、干气线路控制阀一；

11、湿气线路控制阀一； 12、加湿器一；

13、空气泵； 14、供气控制阀二；

15、减压阀二； 16、过滤器二；

17、温度控制装置二； 18、压力发生装置二；

19、测量装置三； 20、转子流量计二；

21、测量装置四； 22、干气线路控制阀二；

23、湿气线路控制阀二； 24、加湿器二；

25、氮气瓶； 26、供气控制阀三；

27、减压阀三； 100、燃料电池模块；

110、交流阻抗测试仪； 200、数据采集及处理模块；

300、余热废水回收模块； 310、余热废水回收水路；

311、水收集器； 312、温控水泵一；

313、温度控制装置三； 314、温度传感器一；

315、去离子过滤器； 316、水流量控制阀一；

317、水流量控制阀二； 320、气液分离装置；

330、冷凝水箱； 331、温控水泵二；

400、气体回收装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种燃料电池水管理监测***，主要包括氢气支路、空气支路、氮气支路、燃料电池模块100、数据采集及处理模块200、以及余热废水回收模块300。

所述燃料电池模块100内包含燃料电池、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、以及用于测量所述燃料电池内部水量的水位监测装置，所述水位监测装置具体为交流阻抗测试仪110。

所述氢气支路连接在燃料电池的阳极，所述氢气支路包括依次设置的氢气瓶1、供气控制阀一2、减压阀一3、过滤器一4、温度控制装置一5、压力发生装置一6、测量装置一7、转子流量计一8、以及测量装置二9，其中，所述转子流量计一8与测量装置二9之间并联设置有干燥气路一和加湿气路一，所述干燥气路一中设有干气线路控制阀一10，所述加湿气路一中设有湿气线路控制阀一11和加湿器一12，所述加湿器一12用于氢气加湿。

所述空气支路连接在燃料电池的阴极，所述空气支路包括依次设置的空气泵13、供气控制阀二14、减压阀二15、过滤器二16、温度控制装置二17、压力发生装置二18、测量装置三19、转子流量计二20、以及测量装置四21，其中，所述转子流量计二20与测量装置四21之间并联设置有干燥气路二和加湿气路二，所述干燥气路二中设有干气线路控制阀二22，所述加湿气路二中设有湿气线路控制阀二23和加湿器二24，所述加湿器二24用于空气(氧气)加湿。

所述氮气支路包括依次设置的氮气瓶25、供气控制阀三26、减压阀三27、过滤器一4、温度控制装置一5、压力发生装置一6、测量装置一7、转子流量计一8、干气线路控制阀一10、以及测量装置二9，其中，所述氮气瓶25与所述氢气支路的氢气瓶1并联连接在所述过滤器一4上，即所述氮气瓶25与氢气瓶1中的气体经过滤器一4过滤后共用连接至燃料电池的气路。当氮气瓶25对燃料电池进行吹扫时，所述湿气线路控制阀一11关闭加湿气路一，即氮气按照氢气不加湿(干燥)路线进行扫气处理。

所述余热废水回收模块300包括余热废水回收水路310、以及与燃料电池连接的气液分离装置320，其中，所述余热废水回收水路310连接在所述气液分离装置320的排水口，所述余热废水回收水路310包括热水支路、冷水支路、以及与所述加湿器一12和加湿器二24连通的连接水路，所述热水支路和冷水支路并联连接在所述连接水路前，所述热水支路中设有温控水泵一312，所述冷水支路中设有串联的冷凝水箱330和温控水泵二331，所述连接水路中设有温度控制装置三313和温度传感器一314，所述余热废水回收模块300使得燃料电池反应时所产生的带有余热的废水能够用作气体加湿。

所述连接水路包括主连接水路、第一分水路、以及第二分水路，所述热水支路、冷水支路并联后与主连接水路连接，所述温度控制装置三313和温度传感器一314设在所述主连接水路中，所述第一分水路用于连接加湿器一12和主连接水路，所述第二分水路用于连接加湿器二24和主连接水路。

所述数据采集及处理模块200分别连接所述燃料电池模块100、供气控制阀一2、减压阀一3、温度控制装置一5、压力发生装置一6、测量装置一7、转子流量计一8、测量装置二9、干气线路控制阀一10、湿气线路控制阀一11、供气控制阀二14、减压阀二15、温度控制装置二17、压力发生装置二18、测量装置三19、转子流量计二20、测量装置四21、干气线路控制阀二22、湿气线路控制阀二23、供气控制阀三26、减压阀三27、温控水泵一312、温控水泵二331、温度控制装置三313、以及温度传感器一314，以便于根据采集到的参数信息，对各气路和水路中的阀门与装置进行控制。

具体地，如图1所示，所述余热废水回收模块300还包括设置在余热废水回收水路310中的水收集器311，所述水收集器311与气液分离装置320连通，所述温控水泵一312连接在水收集器311上，所述冷凝水箱330与水收集器311连通，所述温控水泵二331、冷凝水箱330与温控水泵一312并联连接在温度控制装置三313前。

在一实施例中，如图1所示，本发明的燃料电池水管理监测***还包括气体回收装置400，所述气体回收装置400与所述气液分离装置320的排气口连接。

如图1所示，所述主连接水路中还设有去离子过滤器315，所述余热废水回收水路310内的废水在送入加湿器一12和加湿器二24前经过所述去离子过滤器315过滤。

本发明的监测***中的所述测量装置一7用于测量氢气的温度、湿度和压力，所述测量装置二9用于测量氢气的流量、温度、湿度和压力，所述测量装置三19用于测量空气的温度、湿度和压力，所述测量装置四21用于测量空气的流量、温度、湿度和压力。

本发明中的所述燃料电池为质子交换膜燃料电池。

在一实施例中，如图1所示，所述余热废水回收水路310内的废水在送入加湿器一12和加湿器二24时分别通过水流量控制阀一316和水流量控制阀二317控制废水流量。即所述第一分水路中设有水流量控制阀一316，所述第二分水路中设有水流量控制阀二317，所述水流量控制阀一316和水流量控制阀二317均与所述数据采集及处理模块200连接，以便于分别控制加湿器一12和加湿器二24的加湿量。

本发明的燃料电池水管理监测***的工作原理描述如下：

氢气瓶1内的氢气经过滤器一4去除氢气中的杂质和水汽，并进行压力调整、温度控制、流量控制后分为两路，一路送入加湿气路一经加湿器一12加湿处理后到达燃料电池的阳极，一路经干燥气路一不加湿处理直接送入燃料电池的阳极，其中，在进入燃料电池前的管路中还设置有测量装置二9，对氢气的温度、湿度、压力、流量参数进行监测。

同理，由空气泵13送入的空气(氧气)经过滤器二16去除空气中的杂质和水汽，并进行压力调整、温度控制、流量控制后分为两路，一路送入加湿气路二经加湿器二24加湿处理后到达燃料电池的阴极，一路经干燥气路二不加湿处理直接送入燃料电池的阴极，其中，在空气进入燃料电池前的管路中还设置有测量装置四21，对空气的温度、湿度、压力、流量参数进行监测。

氢气和空气进入燃料电池充分反应后，对排出的混合气体(未反应的氢气、空气、水蒸气等)在气液分离装置320进行水气分离，废气进入气体回收装置400进行气体重回收，带余热的废水则进入水收集器311。

所述燃料电池模块100内包含用于监测燃料电池反应区气体温度、湿度、压力的温度传感器、湿度传感器、压力传感器，以及用于测量燃料电池内部水量的交流阻抗测试仪110，并将监测参数信息送至数据采集及处理模块200。

所述数据采集及处理模块200根据氢气支路上氢气的各项参数信息、空气支路上空气的各项参数信息、以及燃料电池反应区气体的各项参数，对燃料电池的工作状态进行自适应调整。

所述余热废水回收水路310中设置有温度控制装置三313和温度传感器一314，所述加湿器一12以及加湿器二24分别对氢气和空气进行加湿时，通过控制废水的温度来控制氢气和空气的气体温度。

通过加湿器一12和加湿器二24分别对氢气和空气(氧气)进行加湿时，温控水泵一312工作从水收集器311中抽取带有余热的热水，同时温控水泵二331从对废水进行冷凝处理的冷凝水箱330中抽取冷水，二者混合后达到实验所需温度，再经过过滤后进入加湿器一12和加湿器二24中对气体进行加湿。

上述热水与冷水的混合调配过程，具体为通过温度控制装置三313和温度传感器一314反馈水温，数据采集及处理模块200控制温控水泵一312和温控水泵二331的抽水量来控制热水与冷水的水流量，从而完成实验所需水温水的调配。

此外，在燃料电池模块100工作过程中，所述交流阻抗测试仪110连接数据采集及处理模块200，交流阻抗测试仪110会检测燃料电池内部的水位状态，并传输给数据采集及处理模块200，该数据采集及处理模块200通过比较实际值与两个预设的水位值判断燃料电池是否处于水淹或脱水状态。

所述数据采集及处理模块200根据前述水位状态的判断结果控制是否进行除水和加湿。

产生水淹时，数据采集及处理模块200开启氮气支路，采取吹扫干氮气来排除燃料电池反应区的残留气体及多余积水，从而降低燃料电池内部水位；产生脱水时，数据采集及处理模块200通过控制余热废水回收水路310中的温控水泵一312和温控水泵二331，加快可控温度水对加湿器一12和加湿器二24的供应，增加输入燃料电池内的氢气与空气的湿度，从而增加燃料电池内部含水量。

基于上面介绍的一种燃料电池水管理监测***，本发明提出了一种燃料电池水管理监测***的工作方法，包括如下步骤：

由氢气瓶1和空气泵13提供的氢气、空气通过各自的进气支路进行压力调整、流量控制、温度控制和湿度控制后，分别进入燃料电池的阳极和阴极反应，氢气与空气进入燃料电池充分反应后，对排出的混合气体在气液分离装置320进行水气分离；

通过数据采集及处理模块200对实验数据进行采集和后续处理；

在燃料电池模块100工作过程中，所述交流阻抗测试仪110连接数据采集及处理模块200，交流阻抗测试仪110会检测燃料电池内部的水位状态，并传输给数据采集及处理模块200，该数据采集及处理模块200通过比较实际值与两个预设的水位值判断燃料电池是否处于水淹或脱水状态；

该数据采集及处理模块200根据前述水位状态的判断结果控制是否进行除水和加湿；产生水淹时，数据采集及处理模块200开启氮气支路，采取吹扫干氮气来排除燃料电池反应区的残留气体及多余积水，从而降低燃料电池内部水位；产生脱水时，数据采集及处理模块200通过控制余热废水回收水路310中的温控水泵一312和温控水泵二331，加快可控温度水对加湿器一12和加湿器二24的供应，增加输入燃料电池内的氢气与空气的湿度，从而增加燃料电池内部含水量。

此外，前述水位检测、水位状态判断、以及数据采集及处理模块的水位状态控制同步进行。

综上所述，本发明的燃料电池水管理监测***通过以上方法实现燃料电池模块的水管理，同时充分利用了燃料电池工作时所产生的带有余热的废水。

采用本发明能够及时发现并调节燃料电池的水平衡问题，从而提高了燃料电池效率，一定程度上延长了燃料电池的使用寿命，并使燃料电池实验台测试运行更加安全可靠。

本发明的燃料电池水管理监测***及其工作方法可以监测燃料电池内部水量以预防排除燃料电池产生水淹或脱水故障，同时可以根据燃料电池实验台所需工作环境进行实时调节，并充分利用燃料电池反应区所排出的带余热的废水。

本发明中，由所述水收集器311收集来的废水一部分分流到冷凝水箱330内，作冷凝处理，当燃料电池的温度超出正常温度范围时，所述数据采集及处理模块200根据燃料电池的温度控制温控水泵二331加速冷水的供应，对燃料电池进行冷却降温。

同时，所述数据采集及处理模块200根据燃料电池的温度高低决定是否运行外界冷却***(未图示)对燃料电池进行辅助冷却降温。外界冷却***为水循环***。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃料电池水管理监测***，其特征在于，包括：氢气支路、空气支路、氮气支路、燃料电池模块、数据采集及处理模块、以及余热废水回收模块；其中，

所述燃料电池模块内包含燃料电池、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、以及用于测量所述燃料电池内部水量的交流阻抗测试仪；

所述氢气支路连接在燃料电池的阳极，包括依次设置的氢气瓶、供气控制阀一、减压阀一、过滤器一、温度控制装置一、压力发生装置一、测量装置一、转子流量计一、以及测量装置二，其中，所述转子流量计一与测量装置二之间并联设置有干燥气路一和加湿气路一，所述干燥气路一中设有干气线路控制阀一，所述加湿气路一中设有湿气线路控制阀一和加湿器一；

所述空气支路连接在燃料电池的阴极，包括依次设置的空气泵、供气控制阀二、减压阀二、过滤器二、温度控制装置二、压力发生装置二、测量装置三、转子流量计二、以及测量装置四，其中，所述转子流量计二与测量装置四之间并联设置有干燥气路二和加湿气路二，所述干燥气路二中设有干气线路控制阀二，所述加湿气路二中设有湿气线路控制阀二和加湿器二；

所述氮气支路包括依次设置的氮气瓶、供气控制阀三、减压阀三、过滤器一、温度控制装置一、压力发生装置一、测量装置一、转子流量计一、干气线路控制阀一、以及测量装置二，其中，所述氮气瓶与所述氢气支路的氢气瓶并联连接在所述过滤器一上；

所述余热废水回收模块包括余热废水回收水路、以及与燃料电池连接的气液分离装置，其中，所述余热废水回收水路连接在所述气液分离装置的排水口，所述余热废水回收水路包括热水支路、冷水支路、以及与所述加湿器一和加湿器二连通的连接水路，所述热水支路和冷水支路并联连接在所述连接水路前，所述热水支路中设有温控水泵一，所述冷水支路中设有串联的冷凝水箱和温控水泵二，所述连接水路中设有温度控制装置三和温度传感器一；

所述数据采集及处理模块分别连接所述燃料电池模块、供气控制阀一、减压阀一、温度控制装置一、压力发生装置一、测量装置一、转子流量计一、测量装置二、干气线路控制阀一、湿气线路控制阀一、供气控制阀二、减压阀二、温度控制装置二、压力发生装置二、测量装置三、转子流量计二、测量装置四、干气线路控制阀二、湿气线路控制阀二、供气控制阀三、减压阀三、温控水泵一、温控水泵二、温度控制装置三、以及温度传感器一。

2.根据权利要求1所述的燃料电池水管理监测***，其特征在于，所述余热废水回收模块还包括设置在余热废水回收水路中的水收集器，所述水收集器与气液分离装置连通，所述温控水泵一连接在水收集器上，所述冷凝水箱与水收集器连通，所述温控水泵二、冷凝水箱与温控水泵一并联连接在温度控制装置三前。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池水管理监测***，其特征在于，还包括与所述气液分离装置连接的气体回收装置。

4.根据权利要求1所述的燃料电池水管理监测***，其特征在于，所述连接水路中还设有去离子过滤器，余热废水回收水路内的废水在送入加湿器一和加湿器二前经过所述去离子过滤器过滤。

5.根据权利要求1所述的燃料电池水管理监测***，其特征在于，所述测量装置一用于测量氢气的温度、湿度和压力，所述测量装置二用于测量氢气的流量、温度、湿度和压力，所述测量装置三用于测量空气的温度、湿度和压力，所述测量装置四用于测量空气的流量、温度、湿度和压力。

6.根据权利要求1所述的燃料电池水管理监测***，其特征在于，所述燃料电池为质子交换膜燃料电池。

7.一种根据权利要求1至6任一项所述的燃料电池水管理监测***的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

由氢气瓶和空气泵提供的氢气、空气通过各自的进气支路进行压力调整、流量控制、温度控制和湿度控制后，分别进入燃料电池的阳极和阴极反应，氢气与空气进入燃料电池充分反应后，对排出的混合气体在气液分离装置进行水气分离；

通过数据采集及处理模块对实验数据进行采集和后续处理；

在燃料电池模块工作过程中，所述交流阻抗测试仪连接数据采集及处理模块，交流阻抗测试仪会检测燃料电池内部的水位状态，并传输给数据采集及处理模块，该数据采集及处理模块通过比较实际值与两个预设的水位值判断燃料电池是否处于水淹或脱水状态；

该数据采集及处理模块根据前述水位状态的判断结果控制是否进行除水和加湿；产生水淹时，数据采集及处理模块开启氮气支路，采取吹扫干氮气来排除燃料电池反应区的残留气体及多余积水，从而降低燃料电池内部水位；产生脱水时，数据采集及处理模块通过控制余热废水回收水路中的温控水泵一和温控水泵二，加快可控温度水对加湿器一和加湿器二的供应，增加输入燃料电池内的氢气与空气的湿度，从而增加燃料电池内部含水量。

8.根据权利要求7所述的燃料电池水管理监测***的工作方法，其特征在于，水位检测、水位状态判断、以及数据采集及处理模块的水位状态控制同步进行。