[发明专利]一种车用燃料电池增湿器系统及增湿方法

权利要求书

1.一种车用燃料电池增湿器系统，其特征在于：其包括：

增湿器体（100），其包括增湿器壳体（110）、设置于增湿器壳体（110）内的膜增湿部件，所述膜增湿部件将所述增湿器壳体（110）的内部分隔为第二流路通道（120）和第一流路通道（130），所述增湿器壳体（110）设置有与所述第二流路通道（120）连通的第二流路进口（121）和第二流路出口（122），所述增湿器壳体（110）设置有与所述第一流路通道（130）连通的第一流路进口（131）和第一流路出口（132）；

空气供给机构，其包括空气供给流路（200），所述空气供给流路（200）与所述第二流路进口（121）连接；

燃料电池堆（300），其设置有电堆阴极排气口（310）和电堆阴极入气口（320），所述电堆阴极排气口（310）与所述第一流路进口（131）连接，所述电堆阴极入气口（320）与所述第二流路出口（122）连接；

旁通管路（400），其连接于空气供给流路（200）与所述电堆阴极入气口（320）之间，所述旁通管路（400）安装有第一旁通阀（410）；

鼓泡水箱（500），其设置有水箱进气口和水箱出气口，所述水箱进气口通过水箱进气管（510）与空气供给流路（200）连接，所述水箱进气管（510）安装有第二旁通阀（511），所述水箱出气口通过水箱出气管（520）与所述电堆阴极入气口（320）连接；

所述鼓泡水箱（500）连接有鼓泡管（530），所述鼓泡管（530）的两端分为所述水箱进气口和伸入口，所述伸入口伸至鼓泡水箱（500）的底部内，所述水箱出气管（520）安装有出气单向阀（521）；

控制装置，所述控制装置包括处理控制器（600）；

在系统启动时，处理控制器（600）向所述第二旁通阀（511）发出打开指令，此时空气供给流路（200）的空气分为两路，其中一路从第二流路进口（121）进入第二流路通道（120）；另一路经第二旁通阀（511）从所述水箱进气口进入鼓泡水箱（500），经过鼓泡水箱（500）后从所述水箱出气口排出，并从电堆阴极入气口（320）进入燃料电池堆（300），燃料电池堆（300）启动，处理控制器（600）向第二旁通阀（511）发出关闭指令，流入鼓泡水箱（500）的供给气体被切断，供给气体全部进入第二流路通道（120）；

在大功率稳态工况时，增湿器控制增湿以膜增湿部件为主，以鼓泡增湿为辅助，控制第二旁通阀（511）的打开角度，控制少量空气进入鼓泡水箱（500）内增湿；

在功率急速增加状态工况时，膜增湿部件和鼓泡水箱（500）对供给空气一起增湿，控制第二旁通阀（511）的打开角度，控制大量空气进入鼓泡水箱（500）内增湿；

在功率急速减小状态工况时，处理控制器（600）向第一旁通阀（410）发出指令打开合适角度，此时部分气体经旁通管路（400）与经第二流路出口（122）出来的膜增湿后气体混合，再进入燃料电池堆（300）。

2.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池增湿器系统，其特征在于：

所述空气供给机构还包括沿所述空气供给流路（200）进气方向依次设置的滤清器（210）、空气压缩机（220）、中冷器（230）。

3.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池增湿器系统，其特征在于：

所述膜增湿部件包括并排设置的至少两个流道板（140）、设置于相邻两个流道板（140）之间的增湿膜（150），在相邻的两个流道板（140）中，所述增湿膜（150）的其中一侧面与其中一个流道板（140）之间形成所述第二流路通道（120），所述增湿膜（150）的另一侧面与另外一个流道板（140）之间形成所述第一流路通道（130）。

4.根据权利要求3所述的一种车用燃料电池增湿器系统，其特征在于：

在相邻的两个流道板（140）中，所述第二流路通道（120）的流通方向与所述第一流路通道（130）的流通方向相互交错设置。