[发明专利]一种可调节温度的燃料电池发动机空气子系统

权利要求书

1.一种可调节温度的燃料电池发动机空气子系统，其特征在于，包括：空气压缩机，中间冷却器，可调节式膜加湿器系统，电磁加热器系统，电堆，三通调节阀，节气门，CVM，空气子系统控制器；

所述空气压缩机与所述中间冷却器的入口连接；

所述中间冷却器的出口与所述可调节式膜加湿器系统连接；

所述可调节式膜加湿器系统包括具有规则透气性的管束和去离子剂，并且所述可调节式膜加湿器系统的d侧与所述节气门相连，e侧与所述中间冷却器相连，f侧与所述三通调节阀相连，g侧与所述电磁加热器系统相连，气体从e侧和f侧进入所述调节式膜加湿器系统，从d侧和g侧流出所述调节式膜加湿器系统，

所述去离子剂是由阴阳离子和催化剂根据酸碱性调节不同的配比而成；

所述电磁加热器系统包括电磁加热器、EV复合保温层、复合橡胶管及电磁加热器控制器，

所述电磁加热器设置在所述复合橡胶管的外部，所述电磁加热器的高频磁场根据不同温压一体传感器的拟合而设定加热区间，

所述EV复合保温层分别包裹在所述电磁加热器和所述复合橡胶管的外部，所述EV复合保温层是通过EV-X材料和相变材料复合而成的，

所述复合橡胶管连接在所述可调节式膜加湿器系统的g侧和所述电堆的阴极之间，

所述电磁加热器控制器用于根据采集的温压一体传感器的信号调节所述电磁加热器的高频磁场；

所述三通调节阀的三端分别与所述可调节式膜加湿器系统的f侧、所述电堆的阴极以及所述节气门相连；

所述节气门用于根据所述电堆的进气压力，与所述空气压缩机配合来实现压力功能；

所述CVM用于控制所述电堆运行；

所述空气子系统控制器用于控制整个系统的运行；

所述中间冷却器与所述可调节式膜加湿器系统之间、所述可调节式膜加湿器系统与所述电磁加热器系统之间、所述三通调节阀与所述可调节式膜加湿器系统之间、所述可调节式膜加湿器系统与所述节气门之间、所述电磁加热器系统与所述电堆之间分别设有温压一体传感器；

所述燃料电池发动机在运行过程中，根据功率的不同，所述电堆的阴极需要不同的加湿量和温度，所述空气子系统控制器通过不同位置的温压一体传感器经过控制逻辑的拟合计算，来控制所述三通调节阀的开度和所述电磁加热器的开启频率，保证进入所述电堆的温度和湿度都在合理范围内，为了尽可能地保证阴极侧湿空气的导电特性，所述去离子剂能够吸附湿空气中的酸性物质和带电离子，同时能够扩大所述管束的吸附空间，保证所述管束的扩散均匀性。

2.根据权利要求1所述的一种可调节温度的燃料电池发动机空气子系统，其特征在于：

其中，所述管束是采用PAN/DMF为膜基础材料，PEG、CH₃COOH为添加剂，在一定的温度与压力条件下固化而来，后处理工艺采用真空等离子处理技术使之满足其透水性。

3.根据权利要求1所述的一种可调节温度的燃料电池发动机空气子系统，其特征在于：

其中，将所述中间冷却器与所述可调节式膜加湿器系统间的温度记为t1，

将所述可调节式膜加湿器系统与所述电磁加热器系统间的温度记为t2，

将所述三通调节阀与所述可调节式膜加湿器系统间的温度记为t3，

将所述可调节式膜加湿器系统与所述节气门间的温度记为t4，

将所述电磁加热器系统与所述电堆间的温度记为t5，

所述三通调节阀根据进入电堆前温压一体传感器信号，因膜加湿器系统出口温度t2在t1~t5温度区间内温度最低，经过温压一体传感器t5和t1、t2、t3、t4共同拟合曲线来调节三通调节阀开度，保证不同功率下电堆的湿度要求。