电堆进气增湿装置、控制方法、燃料电池及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电堆进气增湿装置、控制方法、燃料电池及车辆。其中，电堆进气增湿装置，包括：膨胀机、分水件、雾化装置和比例阀，所述膨胀机的涡轮端的出口与分水件的入口连通，所述分水件的与雾化装置连通，所述雾化装置与比例阀连通，所述比例阀与膨胀机的压轮端连通，膨胀机的涡轮端排出的尾气经过分水件进行气液分离，分离的液态水通过雾化装置进行雾化，雾化后的液体通过比例阀到达膨胀机的压轮端进气口，雾化后的液体进入压轮端后吸收压轮端出口的高温气体热量而气化。达到控制进气湿度的目的。度的目的。度的目的。

【技术实现步骤摘要】
电堆进气增湿装置、控制方法、燃料电池及车辆


[0001]本专利技术属于燃料电池
，尤其是涉及一种电堆进气增湿装置、控制方法、燃料电池及车辆。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机对于空气进气有一定湿度需求，即进气的空气需要增湿，并且湿度需要控制在一定范围内。目前的燃料电池发动机空气进气增湿方案主要为增湿器增湿，即利用电堆排出的湿空气经过增湿器内部膜管，水蒸气透过膜管与入堆的干空气混合给以使干空气增湿。现有的增湿器具有以下问题，增湿器费用高；增湿器体积大；增湿效果不可控。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种电堆进气增湿装置、控制方法、燃料电池及车辆，至少部分的解决现有技术中存在的增湿效果不可控问题。
[0004]第一方面，本公开实施例提供了一种电堆进气增湿装置，包括：膨胀机、分水件、雾化装置和比例阀，所述膨胀机的涡轮端的出口与分水件的入口连通，所述分水件的与雾化装置连通，所述雾化装置与比例阀连通，所述比例阀与膨胀机的压轮端连通，
[0005]膨胀机的涡轮端排出的尾气经过分水件进行气液分离，分离的液态水通过雾化装置进行雾化，雾化后的液体通过比例阀到达膨胀机的压轮端进气口，雾化后的液体进入压轮端后吸收压轮端出口的高温气体热量而气化。
[0006]可选的，所述雾化装置，包括超声波震荡片。
[0007]可选的，通过控制比例阀开度以控进入到压轮端的雾化后的液体流量。
[0008]可选的，还包括中冷器，所述中冷器的入口与压轮端出口连通，所述中冷器的出口与电堆的空气入口连通，所述中冷器用于将压轮端排出的气体中没有完全气化的液滴气化。
[0009]可选的，所述中冷器的循环水来自电堆冷却的水。
[0010]第二方面，本公开实施例还提供了一种电堆进气增湿控制方法，应用于第一方面任一所述的电堆进气增湿装置，进入压轮端的液态水质量流量根据进堆的目标露点温度计算得到。
[0011]可选的，进入压轮端的液态水质量流量基于进堆水蒸气分压力、进堆目标露点温度、进堆空气含湿量、进堆湿空气总压力和进堆干空气流量计算得到。
[0012]可选的，所述进入压轮端的液态水质量流量根据进堆的目标露点温度计算得到的计算公式为：
[0013]lgPw＝7.07406
‑
(1657.46/(T+227.02))，
[0014]d＝0.622Pw/(P
‑
Pw)，
[0015]m
W
＝Q*d，
[0016]其中，Pw为进堆水蒸气分压力；T为进堆目标露点温度；d为进堆空气含湿量；P为进堆湿空气总压力；Q为进堆干空气流量；m
W
为控制进入空压机的液态水质量流量。
[0017]第三方面，本公开实施例还提供了一种燃料电池，包括第一方面任一所述的电堆进气增湿装置。
[0018]第四方面，本公开实施例还提供了一种车辆，包括第一方面任一所述的电堆进气增湿装置。
[0019]本专利技术提供的电堆进气增湿装置、控制方法、燃料电池及车辆。其中该电堆进气增湿装置，通过在膨胀机的涡轮端和压轮端之间设置分水件、雾化装置和比例阀，将涡轮端排出的液体进行雾化后对进入电堆的空气进行加湿，通过比例阀开度控制流量，从而达到控制进气湿度的目的。
附图说明
[0020]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0021]图1为本公开实施例提供的电堆进气增湿装置的结构框图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0023]应当明确，以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0024]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0025]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0026]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
[0027]为了便于理解，如图1所示，本实施例公开了一种电堆进气增湿装置，包括：膨胀机、分水件、雾化装置和比例阀，所述膨胀机的涡轮端的出口与分水件的入口连通，所述分水件的与雾化装置连通，所述雾化装置与比例阀连通，所述比例阀与膨胀机的压轮端连通，
[0028]膨胀机的涡轮端排出的尾气经过分水件进行气液分离，分离的液态水通过雾化装置进行雾化，雾化后的液体通过比例阀到达膨胀机的压轮端进气口，雾化后的液体进入压轮端后吸收压轮端出口的高温气体热量而气化。
[0029]比例阀与雾化装置前后位置可调节，比例阀可以在雾化装置后用于控制雾化后的液体流量，也可以在雾化装置前用于控制进入雾化装置的液体流量。
[0030]可选的，所述雾化装置，包括超声波震荡片。
[0031]可选的，通过控制比例阀开度以控进入到压轮端的雾化后的液体流量。
[0032]可选的，还包括中冷器，所述中冷器的入口与压轮端出口连通，所述中冷器的出口与电堆的空气入口连通，所述中冷器用于将压轮端排出的气体中没有完全气化的液滴气化。
[0033]可选的，所述中冷器的循环水来自电堆冷却的水。
[0034]涡轮端出口依次连接分水件、雾化装置、比例阀至压轮端入口，其中，分水件可以为离心式的或其他形式，其功能为将涡轮端排出的尾气进行气液分离，气体排放到尾排大气中，液态水(水雾或者小液滴并含有少量空气)通过一个雾化装置进行雾化，雾化装置可以为超声波震荡片(高频率震荡将液态水雾化)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电堆进气增湿装置，其特征在于，包括：膨胀机、分水件、雾化装置和比例阀，所述膨胀机的涡轮端的出口与分水件的入口连通，所述分水件的与雾化装置连通，所述雾化装置与比例阀连通，所述比例阀与膨胀机的压轮端连通，膨胀机的涡轮端排出的尾气经过分水件进行气液分离，分离的液态水通过雾化装置进行雾化，雾化后的液体通过比例阀到达膨胀机的压轮端进气口，雾化后的液体进入压轮端后吸收压轮端出口的高温气体热量而气化。2.根据权利要求1所述的电堆进气增湿装置，其特征在于，所述雾化装置，包括超声波震荡片。3.根据权利要求1所述的电堆进气增湿装置，其特征在于，通过控制比例阀开度以控进入到压轮端的雾化后的液体流量。4.根据权利要求1所述的电堆进气增湿装置，其特征在于，还包括中冷器，所述中冷器的入口与压轮端出口连通，所述中冷器的出口与电堆的空气入口连通，所述中冷器用于将压轮端排出的气体中没有完全气化的液滴气化。5.根据权利要求4所述的电堆进气增湿装置，其特征在于，所述中冷器的循环水来自电堆冷却的水。6.一种电堆进气增湿控制方法，应用于权利要求1至5任一所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐红环，方川，王肖奎，李阳，祁梓仟，李文文，槐佳，司宗正，渠海洋，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：