[实用新型]一种燃料电池空气湿度控制系统

说明书

本实用新型提出一种燃料电池空气湿度控制系统，包括空气过滤器、增湿器燃料电池电堆及控制器，所述空气过滤器连接第一空气质量流量计后连接增湿器的第一进气端，增湿器的第一出气端连接至燃料电池电堆；所述燃料电池电堆的出气端连接增湿器的第二进气端；所述增湿器的第一出气端与燃料电池电堆阴极进气端之间，以及燃料电池电堆的阳极出气端与增湿器的第二进气端之间均安装有压力传感器、温度传感器和湿度传感器；所述增湿器的第一进气端和第一出气端之前的管路上并联有增湿支路，所述增湿支路包括旁通阀和第二空气质量流量计。本实用新型通过控制旁通阀的阀板位置，调节通过增湿器和旁通阀的流量，从而实时调节进入燃料电池电堆空气湿度。

技术领域

本实用新型属于燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池空气湿度控制系统。

背景技术

燃料电池是一种能有效控制燃料和氧化剂的化学反应，并将其中的化学能转化为电能的装置，具有高效、对环境友好等特点，被誉为21世纪洁净的能量转化方式。

燃料电池电堆内部维持在一定湿度对燃料电池系统的性能起到至关重要的作用，因此空气系统的湿度控制是质子交换膜燃料电池发电系统中重要的一部分。若质子交换膜处于干燥条件下，质子交换膜及催化剂的离子聚合物的质子电导率下降，会导致电堆性能下降；若质子交换膜处于过湿条件下，会导致液态水聚集在流道，反应气体反应受阻，同样也会导致电堆性能下降。因此，合适的空气湿度是提高电堆性能的一个重要因素。目前大部分燃料电池系统采用增湿器增湿的外增湿方案，该方案的增湿效果相对固定，湿度无法实时调节。

实用新型内容

本实用新型针对现有燃料电池系统的增湿效果无法实时调节的技术问题，提出一种具有可实时调节增湿量的增湿支路，从而达到实时调节空气进堆湿度目的的燃料电池空气湿度控制系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种燃料电池空气湿度控制系统，包括空气过滤器、增湿器燃料电池电堆及控制器，所述空气过滤器连接第一空气质量流量计，第一空气质量流量计连接增湿器的第一进气端，增湿器的第一出气端连接至燃料电池电堆的阴极进气端；所述燃料电池电堆的阳极出气端连接至增湿器的第二进气端；所述增湿器的第一出气端与燃料电池电堆阴极进气端之间，以及燃料电池电堆的阳极出气端与增湿器的第二进气端之间均安装有与控制器电连接的压力传感器、温度传感器和湿度传感器；

所述增湿器的第一进气端和第一出气端之前的管路上并联有增湿支路，所述增湿支路包括旁通阀和第二空气质量流量计；

第一空气质量流量计、第二空气质量流量计和旁通阀均与控制器电连接。

作为优选，所述增湿器的第二出气端连接有背压阀。

作为优选，所述增湿器为膜管式增湿器。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

该燃料电池空气系统湿度控制系统将通过空气过滤器和空气质量流量计的气体被分流成两部分，一部分经过增湿器，其余部分经过旁通阀，最终在燃料电池电堆阴极进气端前进行汇合，通过控制旁通阀的阀板位置，可以调节通过增湿器和旁通阀的流量，从而达到进入燃料电池电堆空气湿度可以实时调节的效果。

附图说明

图1为本实用新型燃料电池空气湿度控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型燃料电池空气湿度控制系统的电控关系图；

以上各图中：1、空气过滤器；2、第一空气质量流量计；3、增湿器；31、第一进气端；32、第一出气端；33、第二进气端；34、第二出气端；4、旁通阀；5、第二空气质量流量计；6、燃料电池电堆；7、背压阀；81、第一压力传感器；82、第二压力传感器；91、第一温度传感器；92、第二温度传感器；101、第一湿度传感器；102、第二湿度传感器。

具体实施方式