[发明专利]一种空冷氢燃料电池温湿度控制的方法及装置

权利要求书

1.一种空冷氢燃料电池温湿度控制的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)、首先开启电子控制单元(ECU)的电源，它将采集各路传感器的信号以判断是否启动燃料电池；

2)、若氢气存储系统内气压低于设定的最小启动气压，则不执行开启电磁阀的指令；

3)、若高于设定的最小启动气压，结合采集的空气的温湿度和堆芯温度数据，判断此时燃料电池的工作环境；

4)、开启电磁阀，控制空气入口风扇起转，刚开始启动时，若燃料电池入口空气温度较低，湿度合适，则减小三通阀2的热气排出量，增大热气循环量，同时减小空气入口风扇及燃料电池风扇的转速，以此提高冷热空气混合室混合后输出给燃料电池入口端的空气温度，减小被气流带走的燃料电池电堆的热量，待堆芯温度升高至适宜于燃料电池正常工作(一般不低于50℃)后通过联合控制三通阀2的热气回流比例、空气入口风扇转速及燃料电池风扇转速来维持燃料电池的堆芯温度；

5)、若燃料电池入口空气温度较高，则不启动内循环，将燃料电池产生的湿热空气通过湿热空气泄放阀排出；

6)、若检测到混合气入口端气体湿度较大，则需要通过湿度可控除水装置对排出的湿热空气进行部分地分离去水，增大进入气体干燥室的气流流量比例，减小进入湿度保持室的气流流量比例；

7)、若检测到混合气入口端气体湿度较小，则反之。

2.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，包括空冷型氢燃料电池、回流热气湿度控制装置、氢气存储系统、三通阀1、三通阀2、冷热空气混合室、空气过滤器、空气入口风扇、温湿度传感器1、温湿度传感器2、温湿度传感器3和电子控制单元(ECU)，其特征在于，所述空冷型氢燃料电池的阳极侧通过电磁阀和减压阀接入氢气存储系统，其阴极进气侧端面接口与冷热空气混合室的输出端接口连接，空冷型氢燃料电池湿热空气出风接口与带流量控制功能的三通阀1的输入口连接，三通阀1设有两路气流输出，上路气流输出经过气体干燥室，可采用水汽吸附材料或高分子吸水树脂亦或是分子筛以实现水气与热空气的完全分离，下路气流输出经过流量控制阀门后进入湿度保持室，两路热气气流汇集在热气混合室内，经混合后的热气通过带流量控制功能的三通阀2，后输出到所述冷热空气混合室，所述冷热空气混合室另外一端经由空气过滤器及空气入口风扇输入外界冷空气。

3.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，所述三通阀2结构设计与三通阀1结构设计相同，三通阀2用于控制回流热气的流量。

4.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，所述电子控制单元通过温湿度传感器1采集冷热空气混合室输出到燃料电池进气端面的气流的温度及湿度。

5.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，所述空冷型燃料电池内部设有堆芯温度传感器采集燃料电池堆芯温度。

6.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，设置在所述空冷型氢燃料电池风扇出口处的温湿度传感器2采集风扇出口湿热空气的温湿度。

7.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，设置在所述外界空气入口的温湿度传感器3采集外界空气的温湿度。

8.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，设置在所述氢气存储系统瓶口的压力传感器采集气瓶内氢气压力，判断氢气存储系统内的剩余气量。

9.根据权利要求1所述的一种空冷氢燃料电池温湿度控制的装置，其特征在于，所述输出信号包括空气入口风扇转速控制信号、燃料电池氢气入口电磁阀开闭信号、燃料电池风扇转速控制信号、带流量控制功能的三通阀1的上下路流量比例控制信号和带流量控制功能的三通阀2的热气泄放比例控制信号和湿热空气泄放阀开闭信号。