[发明专利]电堆加湿方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种电堆加湿方法，其特征在于，包括：

控制目标电堆运行，并基于所述目标电堆运行期间的运行参数，计算所述目标电堆的阴极需加湿水量和阳极需加湿水量；

确定所述目标电堆中质子交换膜的膜反渗透量；

根据所述阴极需加湿水量、所述阳极需加湿水量和所述膜反渗透量，分别计算所述目标电堆的阴极进气湿度和阳极进气湿度；

基于所述阴极进气湿度和所述阳极进气湿度对所述目标电堆进行加湿；

所述基于所述目标电堆运行期间的运行参数，计算所述目标电堆的阴极需加湿水量和阳极需加湿水量的步骤，包括：

在所述目标电堆中质子交换膜处于饱和状态的条件下，基于所述目标电堆运行期间的运行参数，按照以下公式计算所述目标电堆的阴极需加湿水量：

；

其中，所述运行参数包括所述目标电堆的运行电流、阴极供气压力、单电池数量；为所述阴极需加湿水量，为阴极处氧气的化学计量比，为氧气占空气的体积比，为水的摩尔质量，F为阿佛加德罗常数，为所述目标电堆运行温度下的饱和蒸气压，为所述阴极供气压力，I为所述运行电流，为所述单电池数量；

所述基于所述目标电堆运行期间的运行参数，计算所述目标电堆的阴极需加湿水量和阳极需加湿水量的步骤，还包括：

在所述目标电堆中质子交换膜处于饱和状态的条件下，基于所述目标电堆运行期间的运行参数，按照以下公式确定阳极加湿量与阳极相对湿度的关系：

；

其中，所述运行参数还包括所述目标电堆的阳极供气压力；为所述阳极需加湿水量，为阳极处氧气的化学计量比，为所述阳极供气压力，为阳极的进气湿度；

所述确定所述目标电堆中质子交换膜的膜反渗透量的步骤，包括：

在所述目标电堆中质子交换膜处于饱和状态的条件下，按照以下公式计算所述质子交换膜的膜反渗透量：

；

其中，为所述膜反渗透量，为电迁移系数，为常数；

所述根据所述阴极需加湿水量、所述阳极需加湿水量和所述膜反渗透量，分别计算所述目标电堆的阴极进气湿度和阳极进气湿度的步骤，包括：

基于所述阴极需加湿水量与所述膜反渗透量的差值，确定在所述目标电堆中质子交换膜处于饱和状态的条件下时，所述目标电堆的阴极补水量；

基于所述阴极补水量，确定在所述目标电堆中质子交换膜处于非饱和状态的条件下时，所述目标电堆的阴极进气湿度；

所述阴极进气湿度的表达式如下：

；

所述根据所述阴极需加湿水量、所述阳极需加湿水量和所述膜反渗透量，分别计算所述目标电堆的阴极进气湿度和阳极进气湿度的步骤，还包括：

基于所述阳极需加湿水量与所述膜反渗透量的关系，确定在所述目标电堆中质子交换膜处于饱和状态的条件下时，所述目标电堆的阳极补水量；

基于所述阳极补水量，确定在所述目标电堆中质子交换膜处于非饱和状态的条件下时，所述目标电堆的阳极进气湿度；

所述阳极进气湿度的表达式如下：

。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制目标电堆运行的步骤，包括：

控制所述目标电堆的运行温度升至第一指定温度；

当所述运行温度达到所述第一指定温度时，向所述目标电堆通入第一计量的第一指定气体和第二指定计量的第二指定气体，并控制所述第一指定气体和所述第二指定气体的气体温度升至所述第一指定温度，以及控制所述目标电堆基于第一运行电流运行；

控制所述运行温度升至第二指定温度；

当所述气体温度达到所述第一指定温度时，控制所述第一指定气体的进气压力升至第一指定压力，以及控制所述第二指定气体的进气压力升至第二指定压力；

控制所述目标电堆基于第二运行电流运行第一指定时长。