[发明专利]燃料电池自增湿控制方法及自增湿控制系统

说明书

本申请提供一种燃料电池自增湿控制方法及自增湿控制系统，根据所述输出负载电流、湿度偏差量、压力偏差量获取目标阳极循环泵转速、目标阴极循环泵转速、目标阳极尾排阀开度以及目标阴极尾排阀开度。将目标阳极循环泵转速、目标阴极循环泵转速、目标阳极尾排阀开度以及目标阴极尾排阀开度输入给燃料电池系统。从而，通过燃料电池自增湿控制方法可以在无外部增湿器的情况下，实现对质子交换膜燃料电池湿度和压力的准确控制与快速响应。同时，通过所述燃料电池自增湿控制方法可以使得燃料电池系统结构简单化，满足燃料电池在不同工作条件下湿度和压力的灵活调整。

技术领域

本申请涉及燃料电池领域，特别是涉及一种燃料电池自增湿控制方法及自增湿控制系统。

背景技术

燃料电池发电系统是一种电化学装置，将化学能直接转换为电能，其能量转换过程不受卡诺循环限制，理论效率较高。其消耗的燃料为氢气，反应产物是水，有害排放物为零，是最清洁的能源之一。因此燃料电池发电系统可以用在备用电站、电动汽车和移动电源等领域。传统的燃料电池发电系统主要包括燃料电池电堆、氢气系统、空气系统、增湿系统、冷却系统、功率输出系统和控制系统等。

其中，增湿系统是为了保证进入电堆的空气的湿度在一定范围，过干和过湿对质子交换膜和电堆都有不利的影响，因此需要对进入电堆的空气进行湿度控制。空气系统能够通过空压机、流量控制阀的协调控制来控制进入电堆的空气流量和空气压力，能够通过散热器调整进气温度，通过增湿器控制进气湿度。但是，传统的燃料电池发电系统结构复杂，不能满足燃料电池在不同工作条件下湿度和压力的灵活调整，无法实现对质子交换膜燃料电池湿度和压力的准确控制与快速响应。

发明内容

基于此，有必要针对传统的燃料电池发电系统结构复杂，无法实现对质子交换膜燃料电池湿度和压力的准确控制与快速响应的问题，提供一种可以实现对质子交换膜燃料电池湿度和压力的准确控制与快速响应的燃料电池自增湿控制方法及自增湿控制系统。

本申请提供一种燃料电池自增湿控制方法，应用于燃料电池自增湿控制系统，包括：

S10，获取输出负载电流、目标湿度以及目标压力；

S20，根据所述输出负载电流，获得阳极循环泵转速基础量、阴极循环泵转速基础量、阳极尾排阀开度基础量以及阴极尾排阀开度基础量；

S30，获取所述燃料电池双循环系统的实际湿度与实际压力，并将所述目标湿度与所述实际湿度进行运算获得湿度偏差量，将所述目标压力与所述实际压力进行运算获得压力偏差量；

S40，根据所述湿度偏差量与所述压力偏差量，获得阳极循环泵转速增减量、阴极循环泵转速增减量、阳极尾排阀开度增减量以及阴极尾排阀开度增减量；

S50，将所述阳极循环泵转速增减量与所述阳极循环泵转速基础量叠加，获得目标阳极循环泵转速；将所述阴极循环泵转速增减量与所述阴极循环泵转速基础量叠加，获得目标阴极循环泵转速；将所述阳极尾排阀开度增减量与所述阳极尾排阀开度基础量叠加，获得目标阳极尾排阀开度；将所述阴极尾排阀开度增减量与所述阴极尾排阀开度基础量叠加，获得目标阴极尾排阀开度；

S60，将所述目标阳极循环泵转速输入给所述燃料电池双循环系统的阳极循环泵实现相应的转速，将所述目标阴极循环泵转速输入给所述燃料电池双循环系统的阴极循环泵实现相应的转速，将所述目标阳极尾排阀开度输入给所述燃料电池双循环系统的阳极尾排阀实现相应的开度，将所述目标阴极尾排阀开度输入给所述燃料电池双循环系统的阴极尾排阀实现相应的开度。

在一个实施例中，所述目标湿度为目标阳极入口湿度，所述目标压力为目标阳极入口压力，所述实际湿度为实际阳极入口湿度，所述实际压力为实际阳极入口压力，所述湿度偏差量为阳极入口湿度偏差量，所述压力偏差量为阳极入口压力偏差量。