[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

说明书

本发明公开了一种燃料电池气体湿度的控制方法、装置、车辆及存储介质。控制方法包括：将气体通过加湿器进行加湿；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；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；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；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。本发明能简单的计算出喷水量，结构简单，对原有燃料电池发动机的结构改动较少，成本较低，拓展性较强。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池气体湿度的控制方法、装置、车辆及存储介质。

背景技术

随着近年来化石能源的减少以及污染排放量的增加，清洁替代能源的开发和利用发展越来越快。由于氢气是最清洁且能量密度较高的燃料，因此氢能被认为是最具潜力的新能源。质子交换膜燃料电池是通过氢气和氧气的化学反应将化学能转化为电能，并且生成的产物只有水和热量，因此质子交换膜燃料电池发动机和传统内燃机相比，具有高能效、低排放等优点。

但是质子交换膜燃料电池还存在一些不足，例如质子交换膜的水平衡问题。质子交换膜燃料电池电堆内部质子在传导时需要水的存在，当质子交换膜缺水时，会降低氢质子的传递效率，使电池无法发挥最大性能；当质子交换膜中的水过多则会引起阻塞，产生水淹现象，降低电池的性能。因此控制水平衡对质子交换膜的化学反应具有重要意义。

现有技术中，为了对燃料电池电堆的空气湿度进行调节，结构上需要对燃料电池发动机做出较大改动，结构复杂，成本较高。同时，现有技术中，一般都是只针对空气侧或者氢气侧的独立加湿方案，通用性不强，也没有对调整后的湿度进行修正的方案，湿度调节精确度不高。另外，目前燃料电池气体增湿的方法中，大多需要通过改变增湿水的水温来达到改变增湿气体湿度的目的，导致增湿时间较长，对气体湿度的改变较慢，影响燃料电池的效率。

因此，亟待提供一种燃料电池气体湿度的控制方法、装置、车辆及存储介质来解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能简单精确的计算出喷水量，结构简单，对原有燃料电池发动机的结构改动较少，成本较低，拓展性较强的燃料电池气体湿度的控制方法、装置、车辆及存储介质。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种燃料电池气体湿度的控制方法，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。

作为上述燃料电池气体湿度的控制方法的一种可选方案，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)