[实用新型]一种燃料电池电堆湿度控制系统

说明书

本实用新型涉及一种燃料电池电堆湿度控制系统，包括与燃料电池电堆连接的加湿器，空气依次通过加湿器的第一入口、加湿器的第一出口、燃料电池电堆的阴极气体进气口、燃料电池电堆的阴极气体排气口、加湿器的第二入口到达加湿器的第二出口，加湿器的第一入口通过阀体与燃料电池电堆的阴极气体进气口连通，加湿器的第一出口与燃料电池电堆的阴极气体进气口之间设有阀体，燃料电池电堆的阴极气体排气口与加湿器的第二入口之间设有控制器，控制器与阀体电气连接，控制器包含湿度传感单元。与现有技术相比，可实现根据燃料电池电堆的实际工作需求及时准确地对空气湿度进行调节可稳定保持加湿器的内部状态不会干扰背压阀或尾排阀对电堆气压的控制效果。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池控制领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆湿度控制系统。

背景技术

在质子交换膜燃料电池工作过程中，质子交换膜需要保持一定的湿润度才能保持质子的高传导性和良好的运行特性。入堆空气湿度过低会导致膜过干，使质子交换膜失去传导质子的能力，严重时导致膜脱水、皱缩甚至破裂；入堆空气湿度过高，导致膜中含水量过多会造成水淹，堵塞气体流道，增大浓差极化导致电池性能大幅下降。因此，通过调节入堆空气湿度来保持燃料电池内部水平衡是提高燃料电池性能和寿命的一个关键问题。

目前，主要根据电堆输出功率或者输出电流设定阴极阳极气体的湿度，但该方法无法针对燃料电池电堆的实际工作需求及时准确地对空气湿度进行调节，易出现进入电堆的空气湿度过高或过低的情况，影响燃料电池电堆的输出性能及可靠性、耐久性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆湿度控制系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池电堆湿度控制系统，包括与燃料电池电堆连接的加湿器，空气依次通过加湿器的第一入口、加湿器的第一出口、燃料电池电堆的阴极气体进气口、燃料电池电堆的阴极气体排气口、加湿器的第二入口到达加湿器的第二出口，所述加湿器的第一入口通过阀体与燃料电池电堆的阴极气体进气口连通，所述加湿器的第一出口与燃料电池电堆的阴极气体进气口之间设有阀体，所述燃料电池电堆的阴极气体排气口与加湿器的第二入口之间设有控制器，所述控制器与阀体电气连接，所述控制器包含湿度传感单元。

所述的阀体为三通阀门，所述三通阀门的三端分别连接加湿器的第一入口、加湿器的第一出口和燃料电池电堆的阴极气体进气口，所述三通阀门与控制器电气连接。

所述的三通阀门为L型三通球阀。

所述的阀体为二通阀门，所述加湿器的第一入口通过第一二通阀门与燃料电池电堆的阴极气体进气口连通，所述加湿器的第一出口与燃料电池电堆的阴极气体进气口之间设有第二二通阀门，所述第一二通阀门和第二二通阀门分别与控制器电气连接。

所述的二通阀门为二通调节阀。

所述加湿器的第一入口连接空气滤清器，所述空气滤清器连接空气压缩机。

所述的燃料电池电堆的阴极气体排气口与背压阀连接，所述背压阀与尾排阀连接。

所述的控制器为单片机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

第一入口通过阀体与阴极气体进气口连通，第一出口与阴极气体进气口之间设有阀体，阴极气体排气口与第二入口之间设有控制器，控制器与阀体电气连接，控制器包含湿度传感单元，可实现根据燃料电池电堆的实际工作需求及时准确地对空气湿度进行调节；维持加湿器的含水尾气供给，可稳定保持加湿器的内部状态；通过阀体实现进气配比的调节，响应更迅速；电堆尾气排放无需经过三通阀的调整，尾部排气阻力不变，不会干扰背压阀或尾排阀对电堆气压的控制效果。

附图说明