[發明專利]一種燃料電池車及其濕度自適應閉環控制方法

在審

• 申請號: 202211320000.0
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115602881A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 羅玉蘭;趙興旺;劉維;盛有東;劉佳奇
• 申請（專利權）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/04044;H01M8/04119;H01M8/04298;H01M8/0432;H01M8/04492;H01M8/04701;H01M8/04828;B60L58/30;B60L58/32;B60L50/7
• 代理公司: 北京共騰律師事務所 16031
• 代理人: 李保民

本發明提供了一種燃料電池車及其濕度自適應閉環控制方法，包括電堆空氣路、電堆水路；電堆空氣路設置有依次連接的濾清器、空壓機、中冷器、增濕器、電堆、節氣門，電堆水路依次設置有水泵、散熱器、節溫器，通過理論計算或濕度特性曲線得到干出濕度，從而判斷該干出濕度是否符合電堆空氣路的需求入堆氣體濕度范圍內，系統給出相應的操作，對操作過后的干出濕度再次進行判斷，直至滿足需求，從而實現外部環境濕入、溫度發生變化時燃料電池車的濕度自適應閉環控制，保證電堆輸出性能、維持其運行穩定性和耐久性。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，具體涉及一種燃料電池車及其濕度自適應閉環控制方法。

背景技術

燃料電池汽車因其清潔零排放的特點，在汽車行業具有廣闊的應用前景，被認為是新能源汽車行業重要的發展方向，依靠氫氣和氧氣發生化學反應產生化學能從而轉變為電能來驅動汽車，主要包括空氣路、氫氣路、水路、電堆等部分。

燃料電池電堆水管理一直是其開發過程中的難點和挑戰，合適的濕度是保證電堆輸出性能、運行穩定性、耐久性的必要條件。通常的，燃料電池汽車采用膜增濕器進行對入堆氣體進行增濕，但增濕器是機械件，無法直接對其進行控制從而調節入堆氣體濕度，明顯的，這種情況下，當汽車外部行駛環境濕度、溫度發生變化時，將會對入堆氣體濕度產生重要影響，導致電堆發生水淹或膜干，從而影響電堆的輸出性能、耐久性，現有專利尚未考慮到燃料電池汽車行駛外部環境濕度、溫度變化時，無法對入堆氣體濕度進行調節的問題。

本專利重點解決燃料電池汽車外部環境濕度、溫度變化時，入堆氣體濕度自適應閉環控制的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種燃料電池車及其濕度自適應閉環控制方法。第一方面，一種燃料電池車，包括電堆空氣路、電堆水路；所述電堆空氣路設置有依次連接的濾清器、環境氣體濕度傳感器、環境氣體溫度傳感器、空壓機、中冷器、增濕器、入堆氣體濕度傳感器、電堆、節氣門；電堆水路設置有依次連接的出堆水溫傳感器、水泵、散熱器、節溫器、入堆水溫傳感器，所述電堆水路的出口設置有出堆水溫傳感器；

所述節溫器設置有節溫器出口、節溫器第一入口、節溫器第二入口；

所述中冷器設置有中冷器第一入口、中冷器第二入口、中冷器第一出口、中冷器第二出口，所述中冷器第一入口連接空壓機的出口。

具體的，所述增濕器設置有干側、濕側，所述干側、濕側中間設置有膜，干側設置有干出、干入，濕側設置有濕入、濕出，所述電堆空氣路的空氣出口通過所述濕入連接濕側，增濕器通過濕出連接所述節氣門，所述中冷器第一出口通過所述干入連接干側，干出通過所述入堆氣體濕度傳感器連接電堆空氣路的空氣入口。

具體的，所述出堆水溫傳感器連接水泵，所述水泵的出口分別連接散熱器的入口、節溫器第一入口，散熱器的出口設置有散熱器出口水溫傳感器，所述散熱器出口水溫傳感器連接所述節溫器第二入口，所述節溫器出口連接所述入堆水溫傳感器的入口。

具體的，所述出堆水溫傳感器的入口分別連接所述中冷器第二出口、電堆水路的出口，電堆水路的入口設置有入堆水溫傳感器，所述入堆水溫傳感器的出口分別連接所述中冷器第二入口、電堆水路的入口。

本專利另一方面，一種燃料電池車的濕度自適應閉環控制方法，所述控制方法應用于上述的燃料電池車，控制方法包括以下步驟：

S01：啟動系統；

S02：獲取外界環境濕度、溫度數據；

S03：通過理論計算或濕度特性曲線獲取對應環境濕度下的干出濕度；

S04：判斷對應工況下電堆空氣路的需求入堆氣體濕度上下限；

S05：若得到的干出濕度處于電堆空氣路的需求入堆氣體濕度范圍內，則不做處理，若高于上限值或低于下限值，則調整系統工況參數；

S06：調整系統工況參數后，返回判斷。