[发明专利]燃料电池内部含水量控制系统及方法

权利要求书

1.一种燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，包括：

水量检测系统，安装于燃料电池电堆的两端，用于检测燃料电池电堆中质子膜的含水量，其中，所述水量检测系统包括超声波发生器和超声波接收器；

控制器，连接至所述水量检测系统，用于根据从所述水量检测系统接收的质子膜的含水量调整燃料电池进排气系统的气体供应量；

所述超声波发生器的频率根据所述燃料电池电堆的厚度确定。

2.根据权利要求1所述的燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，

所述超声波发生器安装于所述燃料电池电堆的一侧端板上，所述超声波接收器安装于所述燃料电池电堆的另一侧端板上；

所述超声波接收器接收所述超声波发生器发送的波段信号，并根据所述波段信号检测所述燃料电池电堆中质子膜的含水量。

3.根据权利要求1所述的燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，

所述控制器，还用于将所述质子膜的含水量与预定阈值进行比较；

当所述质子膜的含水量大于所述预定阈值时，所述控制器控制所述燃料电池进排气系统增加进气量，直至所述质子膜含水量等于所述预定阈值；当所述质子膜的含水量小于所述预定阈值时，所述控制器控制所述燃料电池进排气系统减少进气量，同时增加所述燃料电池的输出功率直至所述质子膜含水量等于所述预定阈值。

4.根据权利要求1所述的燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，所述燃料电池进排气系统包括：

第一电机和第一节流阀，所述第一电机用于根据从所述控制器接收到的第一控制信号控制所述第一节流阀的开度；所述第一节流阀安装在所述燃料电池电堆的空气进气口处，用于通过控制所述第一节流阀的开度控制所述燃料电池电堆的空气进气量；和/或，

第二电机和第二节流阀，所述第二电机用于根据从所述控制器接收到的第二控制信号控制所述第二节流阀的开度；所述第二节流阀安装在所述燃料电池电堆的氢气进气口处，用于通过控制所述第二节流阀的开度控制所述燃料电池电堆的氢气进气量。

5.根据权利要求1所述的燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，所述燃料电池进排气系统还包括：

第一背压阀，安装在所述燃料电池电堆的空气出口处，用于调整所述燃料电池电堆的空气流道内的空气流量；和/或，

第二背压阀，安装在所述燃料电池电堆的氢气出口处，用于调整所述燃料电池电堆的氢气流道内的氢气流量。

6.根据权利要求5所述的燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，所述控制器还用于：

当所述质子膜的含水量大于预定阈值时，控制所述第一背压阀和/或所述第二背压阀增大开启角度；

当所述质子膜的含水量小于所述预定阈值时，控制所述第一背压阀和/或所述第二背压阀减小开启角度。

7.根据权利要求1至6中任一所述的燃料电池内部含水量控制系统，其特征在于，还包括：循环泵，安装于所述燃料电池电堆的氢气出口处与所述燃料电池电堆的氢气入口处之间，用于将所述氢气出口处排出的氢气通过循环泵再通入所述氢气入口处。

8.一种燃料电池内部含水量控制方法，其特征在于，包括：

接收水量检测系统检测到的燃料电池电堆中质子膜的含水量；其中，所述水量检测系统安装于所述燃料电池电堆的两端，所述水量检测系统包括超声波发生器和超声波接收器；

根据所述质子膜的含水量调整燃料电池进排气系统的气体供应量；

所述超声波发生器的频率根据所述燃料电池电堆的厚度确定。