[发明专利]燃料电池气体湿度的控制方法、装置、车辆及存储介质

权利要求书

1.一种燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将气体通过加湿器进行加湿；

B、空气经过加湿器前的状态为状态一，经过加湿器后的状态为状态二，分别采集空气在状态一和状态二下的气体状态量；

C、分别计算气体在状态一和状态二下的干气体质量流率和水蒸气质量流率；

D、根据状态一的气体状态量、状态二的气体状态量、状态一的干气体质量流率和水蒸气质量流率、状态二的干气体质量流率和水蒸气质量流率计算单位时间内应该向气体中喷入水的质量；

E、根据计算结果控制加湿器向气体中喷水，将加湿后的空气通入燃料电池中。

2.根据权利要求1所述的燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，

所述步骤B中，所述气体状态量包括气体温度T、压力P、质量流率M及湿度R；

所述步骤C包括：

气体在状态一时：

水蒸气分压为P_v1＝P_sat(T₁)×R_H1； (一)

干气体分压为P_a1＝1-P_v1＝1-P_sat(T₁)×R_H1； (二)

含湿量为

质量流率为

其中，T₁、P₁、R_H1、P_a1、P_v1、分别为气体在状态一时的温度、压力、质量流率、空气湿度、干气体分压、水蒸汽分压、干气体质量流率、水蒸汽质量流率；P_sat(T₁)为T₁时的饱和压力，通过温度和饱和压力经验公式查表得到；

结合公式(一)至公式(四)得到气体在状态一时的水蒸汽质量流率：

气体在状态二时：

水蒸气分压为

干气体分压为

水蒸气质量流率为

干气体质量流率为

其中，T₂、P₂、R_H2,obj、P_a2、P_v2、分别为气体在状态二时的温度、压力、质量流率、目标气体湿度、干气体分压、水蒸气分压、干气体质量流率、水蒸气质量流率，分别为从状态一到状态二增加的水蒸气分压和水蒸气质量流率；

所述步骤D包括：

单位时间内的喷水质量为

3.根据权利要求2所述的燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，将气体在状态二时的温度T₂看成与气体在状态一时的温度T₁相等，或通过传感器采集气体在状态二时的温度T₂。

4.根据权利要求2所述的燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，所述目标气体湿度R_H2,obj通过手动设定给出，或根据当前燃料电池工况计算得到。

5.根据权利要求2所述的燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，所述步骤E之后还包括步骤：

F、对单位时间内的喷水质量进行修正，喷水量的修正量为修正后的单位时间内的喷水质量为

其中，R_H2,atc为加湿器后实际的空气湿度，k为湿度修正系数，通过标定得到。

6.根据权利要求1所述的燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，所述步骤E之后还包括步骤：

根据喷水后实际气体湿度与目标气体湿度存在的偏差调整喷水量，当实际气体湿度大于目标气体湿度时，减少喷水量；当实际气体湿度小于目标气体湿度时，增加喷水量。

7.根据权利要求1所述的燃料电池气体湿度的控制方法，其特征在于，

所述步骤E中，加湿后的空气通入燃料电池的阴极侧对阴极侧的气体加湿。