[發明專利]燃料電池濕度控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202310705065.5
• 申請日: 2023-06-14
• 公開（公告）號: CN116598544A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 許德超;趙洪輝;盛夏;陳蓓娜;韓令海;潘興龍;丁磊;金守一;劉穎;汝春宇;郭海濤
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04828
• 分類號: H01M8/04828;H01M8/04291
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王育玉

本發明公開了一種燃料電池濕度控制方法及裝置。該裝置包括：電池電堆、汽水分離器、濕度檢測裝置、儲液箱、氫循環泵和加濕裝置；電池電堆的陽極入口分別與氫循環泵和供氫系統連接；電池電堆的陽極出口與汽水分離器連接，汽水分離器用于將陽極出口上產生的水進行液化，得到液態水；電池電堆與濕度檢測裝置連接；加濕裝置位于水輸入路徑中，當濕度檢測裝置檢測到電池電堆的濕度低于預設濕度閾值時，加濕裝置向水輸入路徑中注入水；水輸入路徑包括從汽水分離器起始，經過汽水分離器的第一出口至氫循環泵，經氫循環泵至電池電堆的陽極入口結束。能夠及時為電堆補水，提高電池壽命。

技術領域

本發明實施例涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池濕度控制方法及裝置。

背景技術

目前，自增濕燃料電池系統將燃料電池電堆運行過程中生成水的一部分重新引入電堆，以維持電堆內部的濕度，保持膜電極能夠正常工作。

然而在特殊工況和情形下，完全靠電堆內部產水無法滿足電堆對濕度的需求，導致電堆因為膜干內阻升高，性能降低。若長時間處于這種情況下，電堆性能會發生明顯衰減，導致耐久性下降，壽命降低。

發明內容

本發明提供一種燃料電池濕度控制方法及裝置，以實現穩定控制電池電堆濕度，進而提高電池壽命。

第一方面，本發明實施例提供了一種燃料電池濕度控制裝置，包括：

電池電堆、汽水分離器、濕度檢測裝置、儲液箱、氫循環泵和加濕裝置；

所述電池電堆的陽極入口分別與所述氫循環泵和供氫系統連接；

所述電池電堆的陽極出口與所述汽水分離器連接，所述汽水分離器用于將所述陽極出口上產生的水進行液化，得到液態水；

所述電池電堆與濕度檢測裝置連接；

所述加濕裝置位于水輸入路徑中，當所述濕度檢測裝置檢測到所述電池電堆的濕度低于預設濕度閾值時，所述加濕裝置向所述水輸入路徑中注入水；所述水輸入路徑包括從所述汽水分離器起始經，經過所述汽水分離器的第一出口至過所述氫循環泵，經所述氫循環泵至所述電池電堆的陽極入口結束。

第二方面，本發明實施例還提供了一種燃料電池濕度控制方法，所述方法基于如本申請實施例所示的燃料電池濕度控制裝置實現，包括：

獲取電池電堆的濕度；

若所述電池電堆的濕度低于預設濕度閾值，控制所述加濕裝置產生水，以便所述水通過水輸入路徑進入所述電池電堆。

第三方面，本發明實施例還提供了一種燃料電池，包括如本申請實施例所示的燃料電池濕度控制裝置。

本發明實施例提供的燃料電池濕度控制裝置，濕度檢測裝置能夠對電堆的濕度進行檢測，當檢測到電堆的濕度低于預設濕度閾值時，控制所述加濕裝置產生水蒸氣或水霧，以便所述水蒸氣或水霧通過水輸入路徑進入所述電池電堆，實現在已有自增濕燃料電池系統的基礎上，額外增加水的輸入，因此能夠在電堆的濕度低于預設濕度閾值時，及時對電堆進行補水，避免電堆缺水導致內阻升高性能下降，提高電池性能穩定性。同時，能夠避免電池長時間處于缺水狀態，提高電池耐久性，提高電池壽命。尤其是在干燥、高溫等環境長時間停機，頻繁啟停吹掃以及長時間低負載運行等能夠引起電堆內部過干的場景和工況下，能夠顯著提升電堆內部濕度，提高電堆穩定性。

附圖說明

圖1是本發明實施例一中的燃料電池濕度控制裝置的結構示意圖。

圖2是本發明實施例一中的另一個燃料電池濕度控制裝置的結構示意圖。

圖3是本發明實施例二中的燃料電池濕度控制方法的流程圖。