一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法技术

本发明专利技术涉及燃料电池堆技术领域，具体为一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法。一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，在燃料电池堆的阴极端和阳极端设置双线圈三通电磁阀，所述双线圈三通电磁阀与控制器连接，使氢气或空气既能够从燃料电池堆的阴极端流向燃料电池堆的阳极端，又能够从燃料电池堆的阳极端流向燃料电池堆的阴极端以使燃料电池堆内部的水分分布均匀。本发明专利技术能够定期更改氢气或空气的流向，使得燃料电池堆内部的水分分布均匀，以延长燃料电池堆的使用寿命，提高燃料电池堆的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法
本专利技术涉及燃料电池堆
，具体为一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法。
技术介绍
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，具有功率密度高、能量转换效率高、工作过程安静等诸多优点受到了广泛关注，并在一定范围内取得了成功应用。质子交换膜燃料电池由于在低温下具有良好的工作性能，是目前的开发热点，受到国内外广泛关注。要保证其性能、工作稳定性、可靠性与寿命，内部需要维持特定的温度、湿度环境，由于燃料电池发电过程中会产生水，在气体流动方向上水含量会逐渐增多导致湿度分布的不均匀，进而导致性能分布的不均匀、稳定性的降低和整体耐久性的降低。如图1所示，燃料电池在发电过程，在气体流动方向上水含量会逐渐增多，湿度分布不均匀。目前为了解决此类问题，在燃料电池系统上采用了氢气循环泵，但其仅能提高阳极的水分部均一性，对阴极水分布没有明显改善，而且其具有体积重量大、功耗大、成本高的缺点，并增加了机械转动部件，对系统可靠性与寿命有较大的影响。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提出了一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，能够定期更改氢气或空气的流向，使得燃料电池堆内部的水分分布均匀，以延长燃料电池堆的使用寿命，提高燃料电池堆的工作效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，在燃料电池堆的阴极端和阳极端设置双线圈三通电磁阀，所述双线圈三通电磁阀与控制器连接，使氢气或空气既能够从燃料电池堆的阴极端流向燃料电池堆的阳极端，又能够从燃料电池堆的阳极端流向燃料电池堆的阴极端以使燃料电池堆内部的水分分布均匀。作为优选，在燃料电池堆的氢气进气口设置第一双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的氢气出气口设置第二双线圈三通电磁阀；所述第一双线圈三通电磁阀包括第一阀口一，第一阀口二和第一阀口三，所述第一阀口一与氢气供应设备连接，所述第一阀口二与所述燃料电池堆的阳极氢气进口连接，所述第一阀口三与所述燃料电池堆的阴极氢气进口连接；所述第二双线圈三通电磁阀包括第二阀口一，第二阀口二和第二阀口三，所述第二阀口一与所述燃料电池堆的阳极氢气出口连接，所述第二阀口二与所述燃料电池堆的阴极氢气出口连接，所述第二阀口三与外部空气连通；所述第一双线圈三通电磁阀和所述第二双线圈三通电磁阀均与控制器连接，控制器控制所述第一阀口二打开时，所述第一阀口三关闭，同时控制所述第二阀口一关闭，所述第二阀口二打开，使得氢气从第一阀口二进入燃料电池堆的阳极再从燃料电池堆的阴极经所述第二阀口二流出；或者控制所述第一阀口二关闭时，所述第一阀口三打开，同时控制所述第二阀口一打开，所述第二阀口二关闭，使得氢气从第一阀口三进入燃料电池堆的阴极再从燃料电池堆的阳极经所述第二阀口一流出。作为优选，所述燃料电池堆内部设有湿度检测器，所述湿度检测器将检测到的湿度信息传递给控制器，使控制器调整燃料电池堆内部的氢气流向以使燃料电池堆内部水分分布均匀。作为优选，在燃料电池堆的氢气进气口设置第三双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的氢气出气口设置第四双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的空气进气口设置第五双线圈三通电磁阀和第六电磁阀，在燃料电池堆的空气出气口设置第七电磁阀；所述第三双线圈三通电磁阀包括第三阀口一，第三阀口二和第三阀口三，所述第四双线圈三通电磁阀包括第四阀口一，第四阀口二和第四阀口三，所述第三阀口一与氢气供应设备连接，所述第三阀口二与所述第四阀口一连接，所述第三阀口三与所述燃料电池堆的阴极氢气进口连接，所述第四阀口二与所述燃料电池堆的阳极氢气出口连接，所述第四阀口三与外部空气连通；所述第五双线圈三通电磁阀包括第五阀口一，第五阀口二和第五阀口三，所述第六电磁阀包括第六阀口一和第六阀口二，所述第七电磁阀包括第七阀口一和第七阀口二；所述第五阀口一与外部空气连通，所述第五阀口二与第七阀口一连接，所述第七阀口二与外部空气连通；所述第五阀口三与所述燃料电池堆的阳极空气进口连接，所述第六阀口二分别与所述第五阀口三和燃料电池堆的阳极空气进口连接，所述第六阀口一与外部空气连通；所述第三双线圈三通电磁阀，所述第四双线圈三通电磁阀，所述第五双线圈三通电磁阀，所述第六电磁阀和所述第七电磁阀均与控制器连接；控制器控制所述第三阀口二关闭时，所述第三阀口三打开，所述第四阀口一关闭，第四阀口二，第四阀口三打开，使得氢气从第三阀口三进入燃料电池堆的阴极再从燃料电池堆的阳极经所述第四阀口二从第四阀口三流出；同时控制所述第五阀口二关闭，所述第五阀口三打开，所述第七阀口一打开，第六阀口二关闭，使得空气从第五阀口三进入燃料电池堆的阳极再从燃料电池堆的阴极经所述第七阀口一从第七阀口二流出；或者控制器控制所述第三阀口二打开时，所述第三阀口三关闭，所述第四阀口一打开，第四阀口二打开，第四阀口三关闭，使得氢气从第三阀口二经第四阀口一和第四阀口二进入燃料电池堆的阳极再从燃料电池堆的阴极经所述第三阀口三从第三阀口一流出；同时控制所述第五阀口二打开，所述第五阀口三关闭，所述第七阀口一关闭，第六阀口二打开，使得空气从第五阀口二经第七阀口一进入燃料电池堆的阴极再从燃料电池堆的阳极经第六阀口二从第六阀口一流出。作为优选，所述控制器设有定时单元，定时切换氢气和空气的流向。作为优选，所述双线圈三通电磁阀采用赫斯曼接头。本专利技术的有益效果是，在燃料电池堆的阴极端和阳极端设置双线圈三通电磁阀，能够定期更改氢气或空气的流向，使得燃料电池堆内部的水分分布均匀，以延长燃料电池堆的使用寿命，提高燃料电池堆的工作效率；且系统功耗小，成本低，只需要采用电磁阀即可，控制方法简单易行，少体积重量，节省空间，提高了燃料电池系统功率密度，无需转动部件，系统可靠性高。附图说明图1为燃料电池堆现有技术的内部水分分布图；图2为本专利技术一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法实施例一的示意图；图3为本专利技术一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法实施例二的示意图；其中，11、第一阀口一，12、第一阀口二，13、第一阀口三，21、第二阀口一，22、第二阀口二，23、第二阀口三，31、第三阀口一，32、第三阀口二，33、第三阀口三，41、第四阀口一，42、第四阀口二，43、第四阀口三，51、第五阀口一，52、第五阀口二，53、第五阀口三，61、第六阀口一，62、第六阀口二，71、第七阀口一，72、第七阀口二。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，在燃料电池堆的阴极端和阳极端设置双线圈三通电磁阀，所述双线圈三通电磁阀与控制器连接，使氢气或空气既能够从燃料电池堆的阴极端流向燃料电池堆的阳极端，又能够从燃料电池堆的阳极端流向燃料电池堆的阴极端以使燃料电池堆内部的水分分布均匀。实施例一如图2所示，在燃料电池堆的氢气进气口设置第一双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的氢气出气口设置第二双线圈三通电磁阀。所述第一双线圈三通电磁阀包括第一阀口一11，第一阀口二12和第一阀口三13，所述第一阀口一11与氢气供应设备连接，所述第一阀口二12与所述燃料电池堆的阳极氢气进口连接，所述第一阀口三13与所述燃料电池堆的阴极氢气进口连接。所述第二双线圈三通电磁阀包括第二阀口一21，第二阀口二22和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，其特征在于：在燃料电池堆的阴极端和阳极端设置双线圈三通电磁阀，所述双线圈三通电磁阀与控制器连接，使氢气或空气既能够从燃料电池堆的阴极端流向燃料电池堆的阳极端，又能够从燃料电池堆的阳极端流向燃料电池堆的阴极端以使燃料电池堆内部的水分分布均匀。

【技术特征摘要】
1.一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，其特征在于：在燃料电池堆的阴极端和阳极端设置双线圈三通电磁阀，所述双线圈三通电磁阀与控制器连接，使氢气或空气既能够从燃料电池堆的阴极端流向燃料电池堆的阳极端，又能够从燃料电池堆的阳极端流向燃料电池堆的阴极端以使燃料电池堆内部的水分分布均匀。2.根据权利要求1所述的一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，其特征在于：在燃料电池堆的氢气进气口设置第一双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的氢气出气口设置第二双线圈三通电磁阀；所述第一双线圈三通电磁阀包括第一阀口一（11），第一阀口二（12）和第一阀口三（13），所述第一阀口一（11）与氢气供应设备连接，所述第一阀口二（12）与所述燃料电池堆的阳极氢气进口连接，所述第一阀口三（13）与所述燃料电池堆的阴极氢气进口连接；所述第二双线圈三通电磁阀包括第二阀口一（21），第二阀口二（22）和第二阀口三（23），所述第二阀口一（21）与所述燃料电池堆的阳极氢气出口连接，所述第二阀口二（22）与所述燃料电池堆的阴极氢气出口连接，所述第二阀口三（23）与外部空气连通；所述第一双线圈三通电磁阀和所述第二双线圈三通电磁阀均与控制器连接，控制器控制所述第一阀口二（12）打开时，所述第一阀口三（13）关闭，同时控制所述第二阀口一（21）关闭，所述第二阀口二（22）打开，使得氢气从第一阀口二（12）进入燃料电池堆的阳极再从燃料电池堆的阴极经所述第二阀口二（22）流出；或者控制所述第一阀口二（12）关闭时，所述第一阀口三（13）打开，同时控制所述第二阀口一（21）打开，所述第二阀口二（22）关闭，使得氢气从第一阀口三（13）进入燃料电池堆的阴极再从燃料电池堆的阳极经所述第二阀口一（21）流出。3.根据权利要求2所述的一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，其特征在于：所述燃料电池堆内部设有湿度检测器，所述湿度检测器将检测到的湿度信息传递给控制器，使控制器调整燃料电池堆内部的氢气流向以使燃料电池堆内部水分分布均匀。4.根据权利要求1所述的一种自增湿燃料电池堆的水管理控制方法，其特征在于：在燃料电池堆的氢气进气口设置第三双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的氢气出气口设置第四双线圈三通电磁阀，在燃料电池堆的空气进气口设置第五双线圈三通电磁阀和第六电磁阀，在燃料电池堆的空气出气口设置第七电磁阀；所述第三双线圈三通电磁阀包括第三阀口一（31），第三阀口二（32）和第三阀口三（33），所述第四双线圈三通电磁阀包括第四阀口一（41），第四阀口二（42）和第四阀口三（43），所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉腾，候向理，匡金俊，
申请(专利权)人：浙江高成绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33