[发明专利]一种燃料电池系统的空气温度控制装置及控制方法

说明书

本发明适用于燃料电池技术领域，提供一种燃料电池系统的空气温度控制装置，包括空气滤清器、空压机、中冷器冷却水路、汽水分离器和电堆单元；所述空气滤清器与所述空压机连接，所述空压机与所述中冷器冷却水路连接，所述汽水分离器分别与所述中冷器冷却水路、所述电堆单元连接；所述空压机与所述中冷器冷却水路之间设置有第一温压一体传感器，所述中冷器冷却水路与所述汽水分离器之间设置有第二温压一体传感器。本发明还提供所述燃料电池系统的空气温度控制装置的控制方法。本申请能够不受空气压缩比和空气流量的影响，独立调节进堆空气温度，从而有效减小进堆空气温度的波动幅值和波动频率，能够保证电堆内部的正常电化学反应和电池的稳定运行。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统的空气温度控制装置及控制方法。

背景技术

燃料电池续航里程长、输出功率高，使用的氢能也是环保减排发展的重要方向，经常应用于工程车这种大功率领域。其中燃料电池叉车就以更清洁、成本造价更低、效率更高的优势取代了传统内燃叉车，在工厂重物搬运、物流中心运输、仓库货物装卸等场景中占据着主导作用。

现有叉车燃料电池系统进堆的空气温度受空气压缩比和空气流量的影响较大，如果进堆的空气温度过高，容易导致燃料电池电堆内部的湿度不够；如果进堆的空气温度过低，则可能会导致燃料电池电堆内部的活性降低。非恒定温度的进堆空气严重影响电堆内部的电化学反应，从而影响燃料电池系统对外的功率输出和叉车的稳定运行。目前，现有叉车燃料电池系统缺乏调节进堆的空气温度的组件，进堆空气的温度波动较大，而且波动频繁，严重影响了电堆内部的正常电化学反应和电池的稳定运行。

发明内容

本发明实施例提供一种燃料电池系统的空气温度控制装置及控制方法，旨在解决现有叉车燃料电池系统缺乏调节进堆的空气温度的组件，进堆空气的温度波动较大，而且波动频繁，严重影响了电堆内部的正常电化学反应和电池的稳定运行等问题。

一方面，本发明实施例提供一种燃料电池系统的空气温度控制装置，包括空气滤清器、空压机、中冷器冷却水路、汽水分离器和电堆单元；所述空气滤清器与所述空压机连接，所述空压机与所述中冷器冷却水路连接，所述汽水分离器分别与所述中冷器冷却水路、所述电堆单元连接；

所述空压机与所述中冷器冷却水路之间设置有第一温压一体传感器，所述中冷器冷却水路与所述汽水分离器之间设置有第二温压一体传感器。

作为优选的实施方式，所述中冷器冷却水路包括中冷器、散热器和PTC电加热组件，所述散热器分别与所述中冷器、所述PTC电加热组件连接，所述PTC电加热组件与所述中冷器连接；所述中冷器分别与所述空压机、所述汽水分离器连接。

作为优选的实施方式，所述PTC电加热组件与所述中冷器之间设置有水泵，所述水泵分别与所述PTC电加热组件、所述中冷器连接。

作为优选的实施方式，所述空气滤清器与所述空压机之间设置有空气流量计，所述空气流量计分别与所述空气滤清器、所述空压机连接。

作为优选的实施方式，所述燃料电池系统的空气温度控制装置还包括空气背压阀，所述空气背压阀与所述汽水分离器连接。

作为优选的实施方式，所述汽水分离器上设置有第一分离管和第二分离管，所述第一分离管的进气口与所述第二温压一体传感器连接，所述第一分离管的出气口与所述电堆单元的进气口连接；所述第二分离管的进气口与所述电堆单元的出气口连接，所述第二分离管的出气口与所述空气背压阀连接。

作为优选的实施方式，所述散热器为散热风扇。

另一方面，本发明实施例还提供所述燃料电池系统的空气温度控制装置的控制方法，适用于燃料电池系统，包括如下步骤：

当所述第一温压一体传感器检测到所述燃料电池系统的进堆空气的温度出现异常时，调节所述空气温度控制装置的所述水泵的转速至所述第二温压一体传感器检测到的进堆空气的温度达到设定温度范围；