[发明专利]一种质子交换膜燃料电池水平衡系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池水平衡系统及控制方法，其中该系统包括，燃料电池本体、阳极进气单元和阴极进气单元；阳极进气单元上设有第一加湿器；阴极进气单元上设有第二加湿器；燃料电池本体内设有第一湿度传感器和第二湿度传感器，第一湿度传感器用于检测进入燃料电池本体的氢气的湿度；第二湿度传感器用于检测进入燃料电池本体的空气的湿度；还包括状态预警单元和水平衡控制单元；水平衡控制单元与第一加湿器、第二加湿器、第一湿度传感器、第二湿度传感器和状态预警单元电连接。本发明够保持质子交换膜燃料电池内的水平衡，使燃料电池的含水率处于较佳的水平。

技术领域

本发明涉燃料电池汽车技术领域，具体涉及一种质子交换膜燃料电池水平衡系统及控制方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池能够将氢能转化为电能，是一种理想的能源能够被用于燃料电池汽车上。

质子交换膜燃料电池，在工作过程中，需要有一定的含水率，含水率过高或过低都会影响质子交换膜的工作效率。因而，为了保证质子交换膜的工作效率，就需要对质子交换膜燃料电池内的含水率进行控制。进一步地，由于阴极和阳极中水的来源不同，且在电迁移、压力差等作用下，阳极的水会向阴极渗透。在这种情况下，容易导致阳极膜干、阴极水淹等故障。

因而，如何保持质子交换膜燃料电池内的水平衡，是本领域技术人员亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种质子交换膜燃料电池水平衡系统及控制方法，以解决现有技术中的不足，它能够保持质子交换膜燃料电池内的水平衡，使燃料电池的含水率处于较佳的水平。

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池水平衡系统，燃料电池本体、阳极进气单元和阴极进气单元；所述阳极进气单元连接在所述燃料电池本体的阳极，以向所述燃料电池本体氢气；所述阴极进气单元连接在所述燃料电池本体的阴极，以向所述燃料电池本体的阴极供应空气；

其中，所述阳极进气单元上设有第一加湿器，所述第一加湿器用于给所述阳极进气单元内的氢气加湿；

所述阴极进气单元上设有第二加湿器，所述第二加湿器用于给所述阴极进气单元内的空气加湿；

所述燃料电池本体内设有第一湿度传感器和第二湿度传感器，所述第一湿度传感器用于检测进入所述燃料电池本体的氢气的湿度；所述第二湿度传感器用于检测进入所述燃料电池本体的空气的湿度；

还包括状态预警单元和水平衡控制单元；

所述水平衡控制单元与所述第一加湿器、所述第二加湿器、所述第一湿度传感器、第二湿度传感器和状态预警单元电连接；

所述状态预警单元用于对所述燃料电池本体内的水平衡状态进行预警；所述水平衡控制单元用根据所述预警单元输出的预警结果，控制所述第一加湿器和第二加湿器的加湿量。

如上所述的质子交换膜燃料电池水平衡系统，其中，可选的是，所述燃料电池本体内还设有第三湿度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一流量计、第二流量计、第三流量计和电流传感器；

所述第三湿度传感器用于检测所述燃料电池本体的空气出口处的湿度；

所述第一压力传感器用于检测所述燃料电池本体阳极内的氢气压力；

所述第二压力传感器用于检测所述燃料电池本体阴极内的空气压力；

所述第一流量计用于检测进入所述燃料电池本体的氢气进口的氢气流量；

所述第二流量计用于检测进入所述燃料电池本体的空气进口的空气流量；

所述第三流量计用于检测从所述燃料电池本体的空气出口排出的空气流量；

所述电流传感器用于检测所述燃料电池本体的电流；