[发明专利]一种燃料电池空气湿度调节系统及其控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池空气湿度调节控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集电堆(100)阴极运行数据，获得入口处的实际空气湿度RH，将运行数据处理得到当前工况下入口处的目标空气湿度RH₀，当RH＞RH₀时计算实际空气湿度RH与目标空气湿度RH₀的差值ΔRH，根据ΔRH进行联合控制来调节电堆(100)阴极入口空气湿度，所述联合控制包括控制可使将进入增湿器(5)的新鲜空气部分旁通向混排器(6)的泄压阀(7)、控制可使将进入增湿器(5)的新鲜空气部分旁通向电堆(100)阴极入口的入口调湿阀(9)、控制可使将进入增湿器(5)的废空气旁通向混排器(6)的出口调湿阀(10)、控制向电堆(100)阴极提供新鲜空气的空压机(3)；

得到当前工况下入口处的目标空气湿度RH₀方法包括：

采集电堆(100)阴极入口处的实际空气湿度RH、实际空气温度T、实际空气压力P以及空压机(3)输送的空气流量G、电堆(100)阴极的实际含水量Q₁、电堆实际电流值I；

根据I和T查表得到电堆标准含水量Q₀，当实际含水量Q₁＞电堆标准含水量Q₀时，计算实际含水量Q₁与电堆内标准含水量Q₀的差值再除以修正时间T后得到每秒的电堆含水量修正值Q₂，修正时间T为根据I、Q₁、RH查表得到；

根据实际空气湿度RH、实际空气温度T、实际空气压力P、空气流量G计算得到电堆(100)阴极每秒的入口空气含水量Q3，当Q3＞Q₂时，计算每秒的入口空气含水量Q3与电堆含水量修正值Q₂差值得到每秒的含水量待消耗值ΔQ，根据ΔQ、空气流量G、实际空气温度T、实际空气压力P计算得到空气湿度目标值RH₀。

2.如权利要求1所述的燃料电池空气湿度调节控制方法，其特征在于，根据ΔRH进行联合控制的方法包括：预设数值0＜a＜b＜c≤100％，

当b＞ΔRH≥a时，开启入口调湿阀(9)并控制开度，使将进入增湿器(5)的新鲜空气部分旁通向电堆(100)阴极入口；或开启出口调湿阀(10)并控制开度，使将进入增湿器(5)的废空气部分旁通向混排器(6)；

当c＞ΔRH≥b时，全开入口调湿阀(9)，使将进入增湿器(5)的新鲜空气部分旁通向电堆(100)阴极入口，同时开启出口调湿阀(10)并控制开度，使将进入增湿器(5)的废空气部分旁通向混排器(6)；

当ΔRH≥c时，提高进入电堆(100)阴极的空气温度，全开入口调湿阀(9)，使将进入增湿器(5)的新鲜空气部分旁通向电堆(100)阴极入口，同时全开出口调湿阀(10)，使将进入增湿器(5)的废空气部分旁通向混排器(6)。

3.如权利要求2所述的燃料电池空气湿度调节控制方法，其特征在于，所述提高进入电堆(100)阴极的空气温度方法为：提高空压机(3)转速，控制泄压阀(7)开启使将进入增湿器(5)的新鲜空气部分旁通向混排器(6)，保持空压机(3)提速前后出口压力以及进入电堆(100)阴极的空气流量一致。

4.如权利要求2所述的燃料电池空气湿度调节控制方法，其特征在于，开启入口调湿阀(9)时根据差值ΔRH和电堆实际电流值I来确定开度，开启出口调湿阀(10)时根据差值ΔRH和电堆实际电流值I来确定开度。