[發明專利]一種燃料電池的加濕系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010868761.4
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112018411B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 韓俊楠;張正興;侯福建;柳國立
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04828
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發明涉及燃料電池的加濕技術領域，公開一種燃料電池的加濕系統及其控制方法。其中燃料電池的加濕系統包括：加濕器，包括殼體和水傳輸件，殼體內限定出安裝腔，水傳輸件設于安裝腔內，進入燃料電池的第一氣體和經燃料電池的排氣通道流出的第二氣體兩者中的一種在水傳輸件的內部流動，另一種在水傳輸件的外部流動；旁通閥，與排氣通道連通；第一濕度傳感器，用于檢測第一氣體的濕度；電流傳感器，與燃料電池相連。本發明公開的燃料電池的加濕系統在第一濕度傳感器檢測到的進入燃料電池的第一氣體的濕度與預設濕度差距較大時，通過改變旁通閥的開度實現對進入燃料電池的第一氣體濕度的初步調節，使其滿足相應工況下的第一氣體的濕度。

技術領域

本發明涉及燃料電池的加濕技術領域，尤其涉及一種燃料電池的加濕系統及其控制方法。

背景技術

燃料電池的工作原理是通過雙級板流道分別將氫氣、空氣引到質子交換膜兩端，通過質子交換膜上的催化劑加速氫氣和氧氣反應，反應過程中生成的電子用于驅動電機工作，生成的產物水通過排氣通道排入大氣中。整個工作過程無有害物質生成，但是質子交換膜的工作環境需要有一定的濕度。由于外界環境的空氣濕度一般無法滿足要求，因此，需要通過外部加濕的方法增加空氣的濕度。如果空氣的濕度過大，反應產生的水會阻塞排氣通道，降低反應效率，因此進入燃料電池的空氣濕度對于燃料電池的反應效率至關重要。

現有的燃料電池的加濕系統大多是通過溫度控制，即根據燃料電池內部的溫度實現不同溫度下的定量加濕，但無法根據燃料電池的實際反應工況動態調整氣體的濕度。

發明內容

基于以上所述，本發明的目的在于提供一種燃料電池的加濕系統及其控制方法，解決了現有技術存在的無法根據燃料電池的工況需求動態調整進氣濕度的問題。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種燃料電池的加濕系統，包括：加濕器，包括殼體和水傳輸件，所述殼體內限定出安裝腔，所述水傳輸件設于所述安裝腔內，進入燃料電池的第一氣體和經所述燃料電池的排氣通道流出的第二氣體兩者中的一種在所述水傳輸件的內部流動，另一種在所述水傳輸件的外部流動；旁通閥，與所述排氣通道連通以使所述排氣通道流出的所述第二氣體能夠直接經所述旁通閥排出；第一濕度傳感器，所述第一濕度傳感器用于檢測進入所述燃料電池的所述第一氣體的濕度；電流傳感器，所述電流傳感器與所述燃料電池相連以檢測所述燃料電池輸出的電流。

作為一種燃料電池的加濕系統的優選方案，所述加濕器還包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板分別位于所述水傳輸件的兩端，所述第一隔板與所述殼體圍成第一腔室，所述第二隔板與所述殼體圍成第二腔室，所述第一隔板、所述第二隔板、所述水傳輸件及所述殼體圍成流動腔，所述第一腔室和所述第二腔室均與所述水傳輸件的內部連通或者均與所述流動腔連通。

作為一種燃料電池的加濕系統的優選方案，所述殼體上設有用于進入所述第一氣體的第一進氣口和用于排出所述第一氣體的第一排氣口，所述第一進氣口與所述第一腔室連通，所述第一排氣口與所述第二腔室連通，所述第一腔室和所述第二腔室均與所述水傳輸件的內部連通，所述第一腔室內設有若干個第三隔板，若干個所述第三隔板依次間隔設置在所述殼體上且形成蛇形流道，所述第一氣體經所述第一進氣口和所述蛇形流道進入所述第一腔室。

作為一種燃料電池的加濕系統的優選方案，所述殼體上設有用于進入所述第二氣體的第二進氣口和用于排出所述第二氣體的第二排氣口，所述第二進氣口和第二排氣口均與所述流動腔連通。

作為一種燃料電池的加濕系統的優選方案，所述安裝腔內設有導流板，所述導流板位于所述第二進氣口和所述第二排氣口之間，所述導流板的一端設置在所述殼體上，另一端與所述殼體間隔設置。

作為一種燃料電池的加濕系統的優選方案，所述水傳輸件的個數為若干個，若干個所述水傳輸件間隔設置。

作為一種燃料電池的加濕系統的優選方案，所述水傳輸件為柱狀水傳輸膜。