本发明涉及燃料电池的,尤其涉及一种确定增湿器干湿状态的系统及方法。
背景技术:
1、燃料电池系统中的膜电极是氢氧反应的场所,质子交换膜的含水情况直接影响质子传导率,膜干时电阻增加,质子传输变慢,严重时可导致质子交换膜局部破裂,而燃料电池良好的输出性能对应于相对湿润的质子交换膜。因此,在空气进入燃料电池电堆前使用增湿器对空气进行一定程度的增湿,可实现对燃料电池膜电极的增湿。然而当增湿器自身过干时,燃料电池内部膜电极的湿度不仅无法在短时间内得到维持和提升,相反还需要膜电极持续反应一段时间产生的水汽为增湿器加湿后方可实现增湿器应有的增湿效果,这也是燃料电池系统在出厂测试过程中活化时间较长的主要原因之一;当增湿器自身过湿时,则容易使燃料电池膜电极内部发生水淹,进而出现单片电压过低等损害膜电极输出性能的情况。
2、cn114050291a提供一种用于燃料电池系统的增湿器及其调试和工作方法,该专利目前仅可实现对于干出湿度进行微调,无法对增湿器进行有效控湿,即在增湿器过干时无法有效增湿,过湿时则无法对其适当进行吹干,进而影响增湿器的正常使用,以及影响燃料电池的性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种确定增湿器干湿状态的系统及方法。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种确定增湿器干湿状态的系统,包括:
3、增湿器本体;
4、供气模块,所述供气模块通过多条管路与所述增湿器本体的干气入口以及湿气入口相连通;
5、加湿模块,与所述供气模块中其中一条管路相连接,以通过所述湿气入口为所述增湿本体增湿;
6、温湿度传感器一,设置与所述增湿器本体的干气出口处,用于检测所述干气出口的温度与湿度,在使用时,通过供气模块以及所述加湿模块的配合,对所述增湿器本体进行调湿,并比对所述干气出口的温度以及湿度是否达到预设值,以判断是否完成调湿。
7、作为上述技术方案的进一步描述,所述供气模块与所述干气入口通过管路一相连接,所述管路一上设置有多个阀门以及用于监测干气入口压力的压力传感器一;
8、所述管路一与所述湿气入口通过管路二相连接,所述管路二上设置有用于检测湿气入口压力的压力传感器二以及用于检测湿气入口处温湿度的温湿度传感器二。
9、作为上述技术方案的进一步描述,所述加湿模块为加湿罐,所述加湿罐与所述管路二相连接,所述管路二中的干空气流经所述加湿罐后再次流入至所述管路二。
10、作为上述技术方案的进一步描述,还包括控制模块,所述控制模块用于控制所述管路一以及管路二上的阀门的启闭,且所述控制模块用于控制所述供气模块的启闭。
11、作为上述技术方案的进一步描述,所述管路一中设置有流量计。
12、一种确定增湿器干湿状态的方法,包括:
13、确认增湿器干湿状态;
14、若干气出口温度在预设时间内的湿度检测值小于预设湿度下限值,则触发加湿模式,加湿模块开始工作,直至所述干气出口湿度在预设湿度值的范围内;
15、若干气出口温度在预设时间内的湿度检测值大于预设湿度上限值,则触发吹干模式,供气模块持续向增湿器本体供给干燥气体,直至干气出口湿度在预设湿度下限值与预设湿度上限值之间;
16、关闭供气模块并自动泄压。
17、作为上述技术方案的进一步描述,还包括检测所述增湿器本体的干湿侧泄漏量是否合格;
18、若合格则在控制模块中显示合格标识并停机泄压;
19、若不合格则在所述控制模块中显示不合格标识并停机泄压。
20、作为上述技术方案的进一步描述,在检测所述增湿器本体的干湿侧泄露量是否合格前,确认增湿器本体干湿状态,所述供气模块向干气入口持续供给洁净空气,并维持进入所述干气入口的压力处于相对稳定范围,并监测用于检测空气流量的流量计的读数,该读数即为泄露量。
21、作为上述技术方案的进一步描述,通过设置于干气出口处的温湿度传感器一确认所述增湿器主体的干湿状态。
22、作为上述技术方案的进一步描述,所述预设时间为1-2min,所述预设湿度下限值为60%,所述预设湿度上限值为99%。
23、本发明具有如下有益效果:
24、1、本发明可根据具体的干湿状态自动对其进行有效控湿。当增湿器自身过干时,该系统将在电控加热鼓泡加湿罐的作用下对增湿器进行可控增湿,此种情况可缩减燃料电池系统出厂测试的活化时间1-2h,另外可节省4-5m3氢气/台;当增湿器自身过湿时,该系统可对其进行可控的吹干处理,使其具备合适的湿度状态;同时该系统还可在增湿器状态确认完成后根据相对应的泄漏量要求对增湿器的干湿侧泄漏量进行检测并自动判定是否合格。
1.一种确定增湿器干湿状态的系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种确定增湿器干湿状态的系统,其特征在于,所述供气模块与所述干气入口通过管路一相连接,所述管路一上设置有多个阀门以及用于监测干气入口压力的压力传感器一;
3.根据权利要求2所述的一种确定增湿器干湿状态的系统,其特征在于,所述加湿模块为加湿罐,所述加湿罐与所述管路二相连接,所述管路二中的干空气流经所述加湿罐后再次流入至所述管路二。
4.根据权利要求1所述的一种确定增湿器干湿状态的系统,其特征在于,还包括控制模块,所述控制模块用于控制所述管路一以及管路二上的阀门的启闭,且所述控制模块用于控制所述供气模块的启闭。
5.根据权利要求1所述的一种确定增湿器干湿状态的系统,其特征在于,所述管路一中设置有流量计。
6.一种确定增湿器干湿状态的方法,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的一种确定增湿器干湿状态的方法,其特征在于,还包括检测所述增湿器本体的干湿侧泄漏量是否合格;
8.根据权利要求7所述的一种确定增湿器干湿状态的方法,其特征在于,在检测所述增湿器本体的干湿侧泄露量是否合格前,确认增湿器本体干湿状态,所述供气模块向干气入口持续供给洁净空气,并维持进入所述干气入口的压力处于相对稳定范围,并监测用于检测空气流量的流量计的读数,该读数即为泄露量。
9.根据权利要求6所述的一种确定增湿器干湿状态的方法,其特征在于,通过设置于干气出口处的温湿度传感器一确认所述增湿器主体的干湿状态。
10.根据权利要求6所述的一种确定增湿器干湿状态的方法,其特征在于,所述预设时间为1-2min,所述预设湿度下限值为60%,所述预设湿度上限值为99%。
