【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池加湿系统控制方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、燃料电池是利用氢气和氧气发生电化学反应，将化学能直接转化为电能的能量转化装置。目前，应用最多的是质子交换膜燃料电池。空气和氢气被供给到燃料电池中，质子交换膜将空气和氢气分隔开，空气在阴极，氢气在阳极。在阳极催化剂的作用下，氢气分解为氢离子和电子，氢离子通过质子交换膜到达阴极，电子由外电路到达阴极，形成电流。在阴极催化剂的作用下，空气中的氧气与氢离子和电子发生化学反应生成水。在此过程中，质子交换膜的含水量直接影响质子交换膜对氢离子的电导率。质子交换膜的水含量较多时，对氢离子的导电能力越高，内阻越小。质子交换膜的水含量较少时，对氢离子的导电能力越低，内阻越高。质子交换膜要保持一定的湿度，就需要进入的空气含有相应量的水蒸气。因此，燃料电池工作一般需要对进气进行加湿。
2、在燃料电池的应用中，通常通过空压机将空气吸入燃料电池系统，并加压到一定压力，之后经过中冷器进行冷却，再经过加湿器进行加湿。加湿器通常采用中空纤维的气体-气体膜加湿器。将燃料电池电堆排出的高温高湿气体引入加湿器，与中冷器后较低温度的低湿空气进行湿热交换，以便进入电堆的空气湿度达到目标要求。
3、在应用中，膜加湿器选型后，其加湿能力不可调，大小负荷难于兼顾。膜加湿器内部残留的液态水会影响膜加湿器的加湿效果，导致进入电堆的湿度难于控制。为了减小冷却系统的体积，车用燃料电池系统的工作温度不断提高，电堆阴极出口气体的露点温度可能低于电堆入口温度，此时膜加湿器的加
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种燃料电池加湿系统控制方法、装置及存储介质，以解决系统加湿能力不可调、大小负荷难于兼顾、加湿效果受电堆阴极出口温度影响的问题。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种燃料电池加湿系统控制方法，燃料电池加湿系统包括：进气支路、排气支路和循环支路；进气支路与燃料电池电堆入口连通，排气支路与燃料电池电堆出口连通；进气支路上设置有第一空压机和中冷器；循环支路上设置有第二空压机，循环支路的入口与排气支路连接，循环支路的出口与进气支路连接，且循环支路的出口设置在第一空压机之后；
3、控制方法包括：
4、确定第一空压机的各组分摩尔流量，根据第一空压机的各组分摩尔流量得到第一空压机的体积流量；
5、判断燃料电池电堆的目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差是否满足预设要求；
6、如果目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差不满足预设要求，确定燃料电池电堆出口各组分摩尔流量，并根据燃料电池电堆出口各组分摩尔流量确定第二空压机的体积流量；
7、如果目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差满足预设要求，根据第一空压机的体积流量确定第一空压机的转速，以及根据第二空压机的体积流量确定第二空压机的转速。
8、可选的，确定第一空压机的各组分摩尔流量，包括：
9、根据需求功率确定燃料电池电堆的目标电流，并根据目标电流，查表得到目标计量比、目标压力、目标温度和目标湿度；
10、根据目标计量比、目标压力、目标温度和目标湿度，计算第一空压机需提供的氧气摩尔流量；
11、基于第一空压机需提供的氧气摩尔流量确定第一空压机的各组分摩尔流量。
12、可选的，判断燃料电池电堆的目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差是否满足预设要求，包括：
13、计算燃料电池电堆阴极入口各组分摩尔流量，根据燃料电池电堆阴极入口各组分摩尔流量得到燃料电池电堆阴极入口的水摩尔流量以及目标水摩尔流量；
14、判断目标水摩尔流量与燃料电池电堆阴极入口的水摩尔流量差值是否小于第一差值。
15、可选的，根据需求功率确定燃料电池电堆的目标电流，并根据目标电流，查表得到目标计量比和目标湿度，包括：
16、根据需求功率以及电堆极化曲线，确定燃料电池电堆的目标电流；
17、根据目标电流，通过查表获得目标计量比和目标湿度。
18、可选的，基于第一空压机需提供的氧气摩尔流量确定第一空压机的各组分摩尔流量，包括：
19、根据第一空压机需要提供的氧气摩尔流量确定进入第一空压机的氮气摩尔流量；
20、根据目标温度确定第一空压机入口的饱和蒸气压；
21、根据第一空压机需要提供的氧气摩尔流量、进入第一空压机的氮气摩尔流量、第一空压机入口的饱和蒸气压、目标湿度、目标压力得到第一空压机提供给燃料电池电堆的水摩尔流量；
22、判断燃料电池电堆的目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差是否满足预设要求之前，还包括：
23、根据第一空压机提供给燃料电池电堆的水摩尔流量与第二空压机循环回的水摩尔流量之和得到燃料电池电堆阴极入口的水摩尔流量；
24、根据燃料电池电堆阴极入口的氧气摩尔流量、燃料电池电堆阴极入口的氮气摩尔流量、目标湿度、燃料电池电堆的阴极入口压力与燃料电池电堆的阴极入口的饱和蒸气压得到目标水摩尔流量。
25、可选的，确定电堆出口各组分摩尔流量，并根据电堆出口各组分摩尔流量确定第二空压机的体积流量，包括：
26、由目标电流、燃料电池电堆中单电池数量以及燃料电池电堆阴极入口的氧气摩尔流量得到燃料电池电堆阴极出口的氧气摩尔流量；其中，燃料电池电堆阴极出口的氮气摩尔流量与燃料电池电堆阴极入口的氮气摩尔流量相等；
27、根据燃料电池电堆阴极入口的水摩尔流量、燃料电池电堆中单电池数量、目标电流与渗水比例得到燃料电池电堆阴极出口的水摩尔流量；
28、根据第二空压机入口的氧气摩尔流量、第二空压机入口的氮气摩尔流量、第二空压机入口的水摩尔流量得到第二空压机入口的体积流量。
29、可选的，根据第一空压机的体积流量确定第一空压机的转速、以及根据第二空压机的体积流量确定第二空压机的转速，包括：
30、根据当前第一空压机的体积流量、压比、入口压力以及入口温度，查空压机确定第一空压机的转速；
31、根据当前第二空压机的体积流量、压比、入口压力以及入口温度，查空压机确定第二空压机的转速。
32、根据本专利技术的另一方面，提供了一种燃料电池加湿系统，该燃料电池加湿系统包括：进气支路、排气支路和循环支路；进气支路与燃料电池电堆入口连通，排气支路与燃料电池电堆出口连通；进气支路上设置有第一空压机和中冷器；循环支路上设置有第二空压机，循环支路的入口与排气支路连接，循环支路的出口与进气支路连接，且循环支路的出口设置在第一空压机之后；
33、第一空压机用于为燃料电池电堆提供空气；第二空压机用于将燃料电池电堆排出的湿气体引入到进气支路，对进气支路中的气体进行加湿。
34、根据本专利技术的另一方面，提供了一种燃料电池加湿系统控制装置，包括：
35、流量确定模块，用于确定第一空压机的各组分摩尔流量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池加湿系统控制方法，其特征在于，所述燃料电池加湿系统包括：进气支路、排气支路和循环支路；所述进气支路与燃料电池电堆入口连通，所述排气支路与燃料电池电堆出口连通；所述进气支路上设置有第一空压机和中冷器；所述循环支路上设置有第二空压机，所述循环支路的入口与所述排气支路连接，所述循环支路的出口与所述进气支路连接，且所述循环支路的出口设置在所述第一空压机之后；
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定所述第一空压机的各组分摩尔流量，包括：
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，判断燃料电池电堆的目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差是否满足预设要求，包括：
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据需求功率确定燃料电池电堆的目标电流，并根据所述目标电流，查表获得得到目标计量比和目标湿度，包括：
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，基于所述第一空压机需提供的氧气摩尔流量确定所述第一空压机的各组分摩尔流量，包括：
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定电堆出口各组分摩尔流量，
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一空压机的体积流量确定所述第一空压机的转速、以及根据所述第二空压机的体积流量确定所述第二空压机的转速，包括：
8.一种燃料电池加湿系统，其特征在于，所述燃料电池加湿系统包括：进气支路、排气支路和循环支路；所述进气支路与燃料电池电堆入口连通，所述排气支路与燃料电池电堆出口连通；所述进气支路上设置有第一空压机和中冷器；所述循环支路上设置有第二空压机，所述循环支路的入口与所述排气支路连接，所述循环支路的出口与所述进气支路连接，且所述循环支路的出口设置在所述第一空压机之后；
9.一种燃料电池加湿系统控制装置，其特征在于，包括：
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一项所述的燃料电池加湿系统控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池加湿系统控制方法，其特征在于，所述燃料电池加湿系统包括：进气支路、排气支路和循环支路；所述进气支路与燃料电池电堆入口连通，所述排气支路与燃料电池电堆出口连通；所述进气支路上设置有第一空压机和中冷器；所述循环支路上设置有第二空压机，所述循环支路的入口与所述排气支路连接，所述循环支路的出口与所述进气支路连接，且所述循环支路的出口设置在所述第一空压机之后；
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定所述第一空压机的各组分摩尔流量，包括：
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，判断燃料电池电堆的目标水摩尔流量与实际水摩尔流量之差是否满足预设要求，包括：
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据需求功率确定燃料电池电堆的目标电流，并根据所述目标电流，查表获得得到目标计量比和目标湿度，包括：
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，基于所述第一空压机需提供的氧气摩尔流量确定所述第一空压机的各组分摩尔流量，包括：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：包宁，李子竞，韩俊楠，史艳彬，李强，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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