[发明专利]一种用于燃料电池的湿度调控装置以及调控方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，包括：

数据采集设备，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率，发送至控制器；

控制器，用于根据当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度，并在调整过程中根据氢循环泵的电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后关闭；

执行机构，用于根据控制器的控制启动，对电堆内部湿度进行调整。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述数据采集设备进一步包括：

电流功率测量设备，设置于燃料电池中氢循环泵的输入端，用于实时采集所述氢循环泵的运行电流、功率，发送至控制器；

湿度传感器，置于燃料电池的阳极入口处，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，发送至控制器。

3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述执行机构包括：

排气阀控制单元，用于控制燃料电池中与电堆相连的排氢阀的开启与关闭；

温度控制单元，用于通过控制燃料电池中散热风扇的转速，对电堆内温度进行提升或降低；

供气控制单元，用于控制燃料电池中空压机转速、节气门开度，对电堆的供气计量比进行提升或降低。

4.根据权利要求3所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述控制器进一步包括：

数据收发模块，用于接收电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率；以及，将所述湿度发送至分析控制模块，并根据平衡监测模块的请求将所述电流或功率发送至平衡监测模块；

分析控制模块，用于将当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度与预设阈值比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，启动平衡监测模块，并控制执行机构在当前时刻的下一时刻按照预设方案调整对应目标控制参数，直到接收到平衡监测模块发出的平衡指令，向执行结构发出关闭指令；所述目标控制参数包括电堆内温度、供气计量比、排气阀开启时间占比中的至少一种；

平衡监测模块，用于启动后，向数据收发模块发出获取所述电流或功率的请求，根据反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率变化率与预设阈值比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，一旦达到平衡状态立即向分析控制模块发出平衡指令。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述分析控制模块执行如下程序：

获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度a；

将所述湿度a与预设阈值A进行比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；当a=A时，不需要调整，否则启动平衡监测模块，并执行下一步；

当a＞A时，判定电堆偏湿，控制执行结构执行如下方案：增加空压机转速和节气门开度，提高供气计量比；或者，增加散热风扇的响应，提高电堆堆内温度；或者，缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度；

当a＜A时，判定电堆偏干，控制执行结构执行如下方案：降低空压机转速和节气门开度，降低供气计量比；或者，降低散热风扇的响应，降低电堆堆内温度；或者，增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度。