[发明专利]一种具备乘员舱增湿功能的燃料电池增湿系统及控制方法

说明书

本发明涉及汽车结构技术领域，具体地指一种具备乘员舱增湿功能的燃料电池增湿系统及控制方法。包括燃料电池电堆和乘员舱，所述燃料电池电堆的阴极入口端一侧设置有增湿器；所述增湿器的湿空气出口端与阴极入口端连通；所述燃料电池电堆的阴极出口端与增湿器的尾气入口端连通，所述增湿器与乘员舱之间设置有连通管路；所述连通管路的进口端与增湿器的湿空气出口端连通，出口端与乘员舱连通。本发明的装置结构极为简单，安装和操作也极为方便，不会侵占车内空间，也不会造成成本的大幅度上升，通过将增湿器内的湿空气输入到乘员舱内，改变乘员舱内湿度的情况下，节约了水资源，具有极大的推广价值。

技术领域

本发明涉及汽车结构及控制技术领域，具体地指一种具备乘员舱增湿功能的燃料电池增湿系统及控制方法。

背景技术

随着全球环境与能源等问题的日益严峻，燃料电池汽车因其无污染、能量转换效率高、原料来源广等优点，被认为是未来最具前景的能源动力装置。增湿器作为燃料电池系统的重要零部件，负责调节燃料电池反应气体维持在合适湿度范围内，以保证电化学反应的顺利进行。

膜增湿系统，利用湿热尾气对干空气进行增湿，通过增湿器内部传热传质，提高干空气温度与湿度，目前传统膜增湿系统湿空气全部进入电堆，只用于燃电系统内部反应气体湿度，主要关注燃料电池系统性能，没有考虑乘员舱湿度环境。

有人提出了对乘员舱进行增湿的方法，如专利号为“CN201711445107.7”的名为“一种增湿器、车辆、燃料电池系统及其增湿系统”的中国发明专利，该专利介绍了一种燃料电池车辆的增湿系统，通过在汽车内集成水容器，达到增湿的目的，虽然这种结构可以达到快速增湿的效果，但是由于需要布置水容器，侵占车内空间，且布置结构极为复杂，制造成本也大幅度增加，不利于大范围的推广使用。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术提到的技术问题，提供一种具备乘员舱增湿功能的燃料电池增湿系统及控制方法。

本发明的技术方案为：一种具备乘员舱增湿功能的燃料电池增湿系统，包括燃料电池电堆和乘员舱，所述燃料电池电堆的阴极入口端一侧设置有增湿器；所述增湿器的湿空气出口端与阴极入口端连通；所述燃料电池电堆的阴极出口端与增湿器的尾气入口端连通，

其特征在于：所述增湿器与乘员舱之间设置有连通管路；所述连通管路的进口端与增湿器的湿空气出口端连通，出口端与乘员舱连通。

进一步的所述连通管路上设置有冷却器；所述冷却器内设置有对进入到冷却器内的湿气体进行降温的风扇。

进一步的所述冷却器上设置有用于排放冷却水的冷凝水排出管。

进一步的所述冷却器与增湿器之间的连通管路上设置有电磁阀；所述电磁阀与车辆的ECU电连接。

进一步的所述乘员舱内设置有用于监测乘员舱内湿度的湿度传感器和用于监测乘员舱内温度的第二温度传感器；所述湿度传感器和第二温度传感器与车辆的ECU电连接。

进一步的所述增湿器的湿空气出口端与燃料电池电堆的阴极入口端之间设置有第二三通管；所述第二三通管的进口与湿空气出口端连通，第二三通管的电堆增湿空气出口端与阴极入口端连通，第二三通管的乘员舱增湿空气出口端通过连通管路与冷却器连通。

进一步的所述第二三通管与燃料电池电堆的阴极入口端之间设置有控制阀；所述控制阀与车辆的ECU电连接。

进一步的所述增湿器的干空气入口端一侧沿气体流动方向依次设置有空气过滤器、流量计、空压机和中冷器；所述增湿器的尾气出口端设置有背压阀。

一种具有燃料电池增湿系统的控制方法，其特征在于：监测乘员舱内湿度，当乘员舱内湿度低于第一设定限值a时，开启连通管路，使增湿器的湿空气出口端的部分湿空气进入到乘员舱内对乘员舱进行增湿。