[发明专利]用于燃料电池的冷凝增湿器、冷凝增湿组件及控制方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的冷凝增湿器,其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成有间隔布置的冷凝腔和增湿腔，所述壳体内形成有连通所述冷凝腔和所述增湿腔的通过口，所述壳体上形成有尾气进口、尾气出口、空气进口和空气出口，所述尾气进口与所述冷凝腔相连通，所述尾气出口、所述空气进口和所述空气出口与所述增湿腔连通；

冷凝管，所述冷凝管设在所述冷凝腔内。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的冷凝增湿器，其特征在于，所述冷凝腔形成于所述增湿腔的顶部，所述通过口形成于所述冷凝腔的底部。

3.根据权利要求2所述的用于燃料电池的冷凝增湿器，其特征在于，所述尾气出口和所述空气进口均形成于所述壳体的顶部，所述空气出口形成于所述壳体的下部，且所述空气进口和所述空气出口分别形成于所述壳体的沿长度方向的两端。

4.一种用于燃料电池的冷凝增湿组件，其特征在于，包括：

冷凝增湿器，所述冷凝增湿器为根据权利要求1-3中任一项所述的用于燃料电池的冷凝增湿器，所述冷凝增湿器的所述尾气进口适于与所述燃料电池阴极的尾气排出口相连通，所述冷凝增湿器的所述空气出口适于与所述燃料电池阴极的所述空气入口相连通，所述冷凝增湿器的所述空气进口适于与空气气源相连；

冷媒管路，所述冷媒管路与所述冷凝管路相连，所述冷媒管路上串接有用于控制所述冷凝管路通断的控制阀。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的冷凝增湿组件，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述燃料电池和所述控制阀通讯连接，所述控制器在所述燃料电池达到第一预设条件时启动所述控制阀，所述控制器在所述燃料电池达到第二预设条件时关闭所述控制阀。

6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的冷凝增湿组件，其特征在于，所述第一预设条件包括：所述阴极的尾气温度高于设定温度上阈值。

7.根据权利要求5所述的用于燃料电池的冷凝增湿组件，其特征在于，所述第二预设条件包括：所述燃料电池的电流密度大于预设电流密度下阈值，和/或所述阴极的尾气温度低于设定温度下阈值。

8.根据权利要求7所述的用于燃料电池的冷凝增湿组件，其特征在于，所述阴极的尾气在所述设定温度下阈值时的含湿量大于所述空气入口的进气含湿量，

其中，所述设定温度下阈值T满足：

lgP_w＝-2.1794+2.593×10^-2(T-273)-9.1837×10^-5(T-273)²+1.4454×10^-7(T-273)³，

Pw＝(W*p)/(0.621945+W)，

其中，Pw为尾气水蒸气分压，W为进气含湿量，p为尾气压力。

9.根据权利要求5所述的用于燃料电池的冷凝增湿组件，其特征在于，所述空气进口位置连接有中冷器，所述中冷器内设有换热管，所述换热管与所述冷凝管并联设置，所述控制阀为三通阀，所述三通阀的第一接口和第二接口分别与所述换热管和所述冷凝管相连。

10.一种冷凝增湿组件的控制方法，其特征在于，所述冷凝增湿组件为根据权利要求4-9中任一项所述的用于燃料电池的冷凝增湿组件，所述控制方法包括：

在所述燃料电池的电流密度大于预设电流密度上阈值时，开启所述控制阀；

在所述燃料电池的阴极的尾气温度低于设定温度下阈值时，关闭所述控制阀。