[发明专利]燃料电池的气体加湿装置、方法及计算机可读存储介质

说明书

本申请涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池的气体加湿装置、方法及存储介质，装置包括：鼓泡加湿罐和气体加热室；温度检测组件，用于检测鼓泡加湿罐内加湿液体的第一实际温度和气体加热室内的第二实际温度；温控组件和控制器，控制器用于根据燃料电池中目标气体的第一目标温度和目标湿度计算鼓泡加湿罐内加湿液体的第二目标温度和加热室内的第三目标温度，在第一实际温度小于或大于第二目标温度，和/或，在第二实际温度小于第三目标温度时，控制温控组件加热或冷却鼓泡加湿罐内加湿液体以达到第二目标温度，和/或加热气体加热室内的气体以达到第三目标温度。由此，解决了相关技术中气体湿度控制不精确、降温速度慢、温度波动大等问题。

技术领域

本申请涉及燃料电池测试技术领域，特别涉及一种燃料电池的气体加湿装置、方法及计算机可读存储介质。

背景技术

随着人们对环境和能源问题的日益关注，通过电化学反应将化学能直接转化为电能的PEMFC(Protonexchange membrane fuel cells，质子交换膜燃料电池)在许多混合动力系统中有着广阔的应用前景。加湿系统是影响燃料电池系统性能和耐久性的重要辅助系统，为了提高质子交换膜燃料电池的质子传导率，膜需要维持足够的水合水平以有效地传导质子。气体湿度低会加速膜降解过程，而湿度过高又可能阻碍反应物的转运，导致电堆水淹。合适的气体湿度是维持燃料电池的良好性能的关键。因此空气和氢气的湿度在进入燃料电池电堆前都应该被精确控制，设计合适的加湿系统对燃料电池的广泛应用具有重要意义。

目前主流的燃料电池加湿技术主要有鼓泡加湿，鼓泡加湿是将气体以气泡的形式与水接触，实现加温加湿。然而，鼓泡加湿缺点是难于精准控制、响应速度慢、气量要求大时设备体积过于庞大。

发明内容

本申请提供一种燃料电池的气体加湿装置、控制方法及计算机可读存储介质，可以实现大功率燃料电池在不同工况下设定气体温度和湿度，被加湿气体可以快速准确的响应。

本申请第一方面实施例提供一种燃料电池的气体加湿装置，包括：鼓泡加湿罐和气体加热室；温度检测组件，用于检测所述鼓泡加湿罐内加湿液体的第一实际温度和所述气体加热室内的第二实际温度；温控组件和控制器，所述控制器用于根据燃料电池中目标气体的第一目标温度和目标湿度计算所述鼓泡加湿罐内加湿液体的第二目标温度和所述加热室内的第三目标温度，在所述第一实际温度小于或大于所述第二目标温度，和/或，在所述第二实际温度小于所述第三目标温度时，控制所述温控组件加热或冷却所述鼓泡加湿罐内加湿液体以达到所述第二目标温度，和/或加热所述气体加热室内的气体以达到所述第三目标温度。

在本申请实施例中，所述温度检测组件包括：第一温度传感器，用于检测所述鼓泡加湿罐中加湿液体的第一实际温度；第二温度传感器，用于检测所述气体加热室内的第二实际温度。

在本申请实施例中，所述温控组件包括：第一加热器，用于加热所述鼓泡加湿罐内加湿液体；第二加热器，用于加热所述气体加热室内的气体；冷却子组件，用于冷却所述鼓泡加湿罐内加湿液体。

在本申请实施例中，所述冷却子组件包括：板式换热器，用于对所述鼓泡加湿罐内加湿液体进行热交换，降低所述加湿液体温度；第一电磁阀和第二电磁阀，用于控制所述鼓泡加湿罐与所述板式换热器之间控温循环管路的通断；第一水泵，用于控制所述加湿液体在所述控温循环管路中循环流动。

在本申请实施例中，还包括：液控组件和液位传感器，所述液位传感器用于检测所述鼓泡加湿罐内加湿液体的实际液位；所述控制器用于在所述实际液位小于补液阈值时，控制所述液控组件补充所述鼓泡加湿罐的加湿液体以达到目标液位。

在本申请实施例中，所述液控组件包括：补液箱，用于存储加湿液体；第三电磁阀，用于控制所述补液箱与所述鼓泡加湿罐之间补液管路通断；第二水泵，用于将所述补液箱内加湿液体泵送至所述鼓泡加湿罐中。