一种基于燃料电池系统的调节加湿系统的制作方法

本实用新型属于燃料电池技术领域，更具体的说是涉及一种基于燃料电池系统的调节加湿系统。

背景技术：

燃料电池(fuelcell)是一种将燃料(比如氢气)和氧化剂(比如氧气)的化学能直接转化为电能的装置。由于能量转换不受卡诺循环的限制并且附加产物只有水，因此燃料电池具有能量转换效率高并且环境友好等特点。

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

在燃料电池持续工作时，需不间断的向电池内部注入燃料(如：氢气，氧气，空气，催化剂等)与此同时所产生的反应物为电荷和水。在燃料电池的测试系统中气体进气加湿及温度控制尤其重要，决定了测试系统的数据稳定性及可靠性,且保证了燃料电池反应的效率和减少了气体浪费。气体加湿中就湿介质形态区分可分为：蒸汽和水两种类型,蒸汽加湿以集中加湿应用广泛的蒸汽喷管为代表，包括：透湿膜加湿器、电热式、电极式、红外式、ptc蒸汽加湿器等。水加湿器则以集中加湿常用的喷水式为代表，包括超声波式、离心式、加压喷雾式、湿面蒸发式加湿器和电动喷雾机等。为了增加燃料电池测试系统中的各参数可控性及稳定性，从而保证测试过程中的数据可靠性，因此需要提供一种按比例的调节加湿系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于燃料电池系统的调节加湿系统，能够有效控制燃料电池测试系统中的进气气体加湿比例，保证了管路里的温度不会轻易流失减少损耗，节省能源，从而提高了燃料电池测试系统中的气源数据稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于燃料电池系统的调节加湿系统，包括：第一合管路、第二合管路、干燥气体管路、加湿气体管路、第一控制器、可控加热条、压力传感器一、电磁开关阀一、气体质量流量控制器一、气体质量流量控制器二、气体加湿器和温湿度传感器一；其中，所述可控加热条设置在所述第一合管路的内壁上，所述第一合管路内在可控加热条尾端依次设置有所述压力传感器一、所述电磁开关阀一；所述干燥气体管路和所述加湿气体管路的一端均与所述第一合管路相连，另一端均与所述第二合管路相连；所述气体质量流量控制器一设置在所述干燥气体管路内，所述气体质量流量控制器二、所述气体加湿器沿气体流动方向依次设置在所述加湿气体管路内；所述温湿度传感器一设置在所述第二合管路内；所述可控加热条、所述压力传感器一、所述电磁开关阀一、所述气体质量流量控制器一、所述气体质量流量控制器二、所述气体加湿器和所述温湿度传感器一均与所述第一控制器电性连接。

优选的，所述第二合管路通过输入管路与燃料电池电堆相连通，燃料电池电堆还连接有输出管路。

优选的，所述输入管路内沿气体流动方向依次设置有压力传感器二、电磁开关阀二，所述输出管路内沿气体流动方向依次设置有电磁开关阀三、压力传感器三、水气分离器、电磁开关阀四，所述压力传感器二、所述电磁开关阀二、所述电磁开关阀三、所述压力传感器三、所述水气分离器和所述电磁开关阀四均与第二控制器电性连接。

优选的，所述第一合管路与所述干燥气体管路、所述加湿气体管路之间，所述第二合管路与与所述干燥气体管路、所述加湿气体管路之间以及第二合管路与输入管路之间均采用焊接连接。

优选的，所述第一合管路、所述第二合管路、所述干燥气体管路、所述加湿气体管路、所述输入管路和所述输出管路的外侧管壁上均设置有绝热保温层。

优选的，所述第一合管路、所述第二合管路、所述干燥气体管路、所述加湿气体管路、所述输入管路和所述输出管路均采用不锈钢材料制作而成。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型可控加热条、压力传感器一、电磁开关阀一、气体质量流量控制器一、气体质量流量控制器二、气体加湿器和温湿度传感器一均与第一控制器电性连接，可进行数据的直接抓取与控制，保证了时效性和稳定性；且能够有效控制燃料电池测试系统中的进气气体加湿比例，保证了管路里的温度不会轻易流失减少损耗，节省能源，从而提高了燃料电池测试系统中的气源数据稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

图2附图为本实用新型与燃料电池电堆的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅附图1，本实用新型提供了一种基于燃料电池系统的调节加湿系统，包括：第一合管路、第二合管路、干燥气体管路、加湿气体管路、第一控制器、可控加热条、压力传感器一、电磁开关阀一、气体质量流量控制器一、气体质量流量控制器二、气体加湿器和温湿度传感器一；其中，可控加热条设置在第一合管路的内壁上，第一合管路内在可控加热条尾端依次设置有压力传感器一、电磁开关阀一；干燥气体管路和加湿气体管路的一端均与第一合管路相连，另一端均与第二合管路相连；气体质量流量控制器一设置在干燥气体管路内，气体质量流量控制器二、气体加湿器沿气体流动方向依次设置在加湿气体管路内；温湿度传感器一设置在第二合管路内；可控加热条、压力传感器一、电磁开关阀一、气体质量流量控制器一、气体质量流量控制器二、气体加湿器和温湿度传感器一均与第一控制器电性连接。第一合管路管壁内使用可控加热条进行固定，从而保证整个管路的温度可控性。

参阅附图2，在另一种实施例中，第二合管路通过输入管路与燃料电池电堆相连通，燃料电池电堆还连接有输出管路。

输入管路内沿气体流动方向依次设置有压力传感器二、电磁开关阀二，输出管路内沿气体流动方向依次设置有电磁开关阀三、压力传感器三、水气分离器、电磁开关阀四，压力传感器二、电磁开关阀二、电磁开关阀三、压力传感器三、水气分离器和电磁开关阀四均与第二控制器电性连接。

在另一种实施例中，第一合管路与干燥气体管路、加湿气体管路之间，第二合管路与与干燥气体管路、加湿气体管路之间以及第二合管路与输入管路之间均采用焊接连接，保证了气体的密闭性。

在另一种实施例中，第一合管路、第二合管路、干燥气体管路、加湿气体管路、输入管路和输出管路的外侧管壁上均设置有绝热保温层，从而保证了整个管路的温度稳定性，且能够大大降低热量损耗。

在另一种实施例中，第一合管路、第二合管路、干燥气体管路、加湿气体管路、输入管路和输出管路均采用316不锈钢材料制作而成。

本实用新型可控加热条、压力传感器一、电磁开关阀一、气体质量流量控制器一、气体质量流量控制器二、气体加湿器和温湿度传感器一均与第一控制器电性连接，可进行数据的直接抓取与控制，实现燃料电池进气快速响应、稳定控制，保证了时效性和稳定性；且能够有效控制燃料电池测试系统中的进气气体加湿比例，范围可控制在0％～90％，保证了管路里的温度不会轻易流失减少损耗，节省能源，从而提高了燃料电池测试系统中的气源数据稳定性。

本实用新型的工作原理：

在测试过程中首先通过第一控制器精准控制第一合管路内的可控加热条，保证第一合管路中的气体温度达到预设值，当第一合管路内的气体达到预设值温度时，通过第一控制器实时采集压力传感器一的值判定进气压力是否符合压力要求，当进气压力和温度符合要求会自动通过第一控制器打开电磁开关阀一的气源开关，并通过预设加湿比例调整干燥气体管路中的气体质量流量控制器一的流量及加湿气体管路中的气体质量流量控制器二的流量，待两个管路中的干湿气体混合后通过第二合管路内的温湿度传感器一进行数据采集并及时反馈给第一控制器，第一控制器会自动进行调整及准确对干燥气体和加湿气体的流量、进气温度实时调整，从而保证了第二合管路内的气体的温度及湿度达到预设的目标值；且通过输入管路稳定输入至燃料电池电堆，并通过输出管路进行排气，燃料电池电堆内进气时，第二控制器实时采集压力传感器二的值，当气压值符合要求，第二控制器打开电磁开关阀二的气源开关，燃料电池电堆内排气时，第二控制器打开电磁开关阀三的气源开关，气体进入水气分离器，分离出的气体经电磁开关阀四排出。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。