进气湿度控制系统、燃料电池系统及汽车的制作方法

本技术涉及燃料电池，尤其涉及一种进气湿度控制系统、燃料电池系统及汽车。

背景技术：

1、燃料电池系统中的电堆由大量串联布置的电极膜单元形成，而电极膜单元通过半透膜彼此隔开的电极组成，在运行期间，燃料电池核心组件对进气中存在的水非常敏感，同时半透膜在工作中又需要进入的空气保持充分的湿度，从而为电堆提供适宜的运行状态，为了确保燃料电池的无故障运行和使用寿命，使进入燃料电池的空气保持一定的湿度非常重要。

2、在现有的燃料电池系统中，对于进气的加湿通常是在燃料电池系统的进气通道中设置加湿器，通过将其设置在空气进入电堆前的一端，使得从大气吸入的干空气和电堆出来的湿空气分别通过加湿器内部膜管两侧，对要进入电堆的空气进行加湿，通过调节膜管的有效面积控制干空气的加湿效果，但是加湿器的体积庞大，需要根据具体需求进行针对性的匹配，加湿效果不可调节，且费用较高。

3、因此，亟需一种装置解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的第一个目的在于提供一种体积小、成本低且加湿效果可调的进气湿度控制系统。

2、本实用新型的第二个目的在于提供一种可调节进入电堆的空气湿度，且操作简便，结构紧凑，成本低的燃料电池系统。

3、本实用新型的第三个目的在于提供一种运行稳定的汽车。

4、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

5、进气湿度控制系统，包括：

6、进气单元，所述进气单元连通于进气通道，且用于向所述进气通道中传输待处理空气；

7、喷射单元，设置于所述进气单元的下游，且所述喷射单元的输入端连通水源，所述喷射单元的输出端连通于所述进气通道，用于向所述进气通道中喷射水分，且所述喷射单元的喷水量可调节；

8、控制中心，包括数据采集单元、数据处理单元以及控制单元，所述数据采集单元的输出端连接于所述数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端连接于所述控制单元的输入端，所述数据采集单元能够获取待处理空气的流量参数、湿度参数、温度参数、压力参数和所述水源的温度参数、压力参数以及处理后空气的温度参数、压力参数，并将获取到的数据传递至所述数据处理单元，所述数据处理单元将数据处理后传递至所述控制单元的输入端，所述控制单元的输出端连接于所述喷射单元，且能够调节所述喷射单元的喷水量。

9、在一些实施例中，所述喷射单元包括喷嘴和调节阀，所述喷嘴内部设有导流通道，所述导流通道的一端连通于所述水源，另一端连通于所述进气通道，所述调节阀可启闭地安装于所述导流通道中，且电连接于所述控制单元的输出端。

10、在一些实施例中，所述进气单元包括空气滤清器和空压机，所述空气滤清器的输入端能够连通于外界，所述空气滤清器的输出端通过所述进气通道连通于所述空压机的输入端。

11、在一些实施例中，所述数据采集单元包括均连接于所述控制单元的输入端的第一传感单元、第二传感单元、第三传感单元以及第四传感单元，所述第一传感单元设置于所述空气滤清器下游、所述空压机上游，用于收集待处理空气的流量参数以及湿度参数，所述第二传感单元设置于所述空压机下游、所述喷射单元上游，用于收集待处理空气的温度参数以及压力参数，所述第三传感单元设置于所述喷射单元与水源之间，用于收集所述水源的温度参数以及压力参数，所述第四传感单元设置于所述喷射单元下游，用于收集处理后空气的温度参数以及压力参数。

12、在一些实施例中，所述进气湿度控制系统还包括第一分水器，所述第一分水器连通于所述进气通道，且位于所述喷射单元的下游，用于收集液体。

13、在一些实施例中，所述进气湿度控制系统还包括中冷器，所述中冷器连通于所述进气通道，且位于所述第一分水器的下游，用于降低进入所述电堆的空气的温度。

14、在一些实施例中，所述进气湿度控制系统还包括第二分水器，所述第二分水器连通于所述进气通道，且位于所述中冷器的下游，用于收集液体。

15、本实用新型提供一种燃料电池系统，包括进气通道、电堆以及上述的进气湿度控制系统，所述进气通道连通所述电堆，所述进气湿度控制系统中的所述进气单元、所述喷射单元均连通于所述进气通道。

16、在一些实施例中，所述燃料电池系统还包括第一截止阀与第二截止阀，所述第一截止阀设置于所述电堆的进气端，所述第二截止阀设置于所述电堆的出气端。

17、本实用新型再提供一种汽车，安装有上述的燃料电池系统。

18、有益效果：本实用新型提供的进气湿度控制系统包括进气单元、喷射单元及控制中心，进气单元连通于进气通道，且用于向进气通道中传输待处理空气，喷射单元设置于进气单元的下游，且喷射单元的输入端连通水源，喷射单元的输出端连通于进气通道，能够可调节地向进气通道中喷射一定量的水分，以改变空气的湿度，控制中心包括数据采集单元、数据处理单元以及控制单元，数据采集单元连接于数据处理单元，数据处理单元连接于控制单元，数据采集单元能够获取待处理空气的流量参数、湿度参数、温度参数、压力参数和水源的温度参数、压力参数以及处理后空气的温度参数、压力参数，并将获取到的数据传递至数据处理单元，数据处理单元将数据处理后传递至控制单元，控制单元连接于喷射单元，且能够根据接收到的数据调节喷射单元的喷水量，通过上述设置能够快速且精确地调节处理后空气的湿度，并且体积小、成本较低。

19、本实用新型提供的燃料电池系统包括进气通道、电堆以及上述进气湿度控制系统，进气通道连通电堆，进气湿度控制系统中的空气滤清器、空压机、喷嘴、第一分水器、中冷器、第二分水器依次连通于进气通道，第一传感单元、第二传感单元以及第四传感单元均设置于进气通道上，能够实时调节进入电堆的空气湿度，且操作简便，结构紧凑，成本低。

20、本实用新型提供的汽车，安装有上述燃料电池系统，运行稳定。

技术特征：

1.进气湿度控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的进气湿度控制系统，其特征在于，所述喷射单元包括喷嘴(3)和调节阀，所述喷嘴(3)内部设有导流通道，所述导流通道的一端连通于所述水源(300)，另一端连通于所述进气通道(100)，所述调节阀可启闭地安装于所述导流通道中，且电连接于所述控制单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的进气湿度控制系统，其特征在于，所述进气单元包括空气滤清器(1)和空压机(2)，所述空气滤清器(1)的输入端能够连通于外界，所述空气滤清器(1)的输出端通过所述进气通道(100)连通于所述空压机(2)的输入端。

4.根据权利要求3所述的进气湿度控制系统，所述数据采集单元包括均连接于所述控制单元的输入端的第一传感单元(4)、第二传感单元(5)、第三传感单元(6)以及第四传感单元(7)，所述第一传感单元(4)设置于所述空气滤清器(1)下游、所述空压机(2)上游，用于收集待处理空气的流量参数以及湿度参数，所述第二传感单元(5)设置于所述空压机(2)下游、所述喷射单元上游，用于收集待处理空气的温度参数以及压力参数，所述第三传感单元(6)设置于所述喷射单元与所述水源(300)之间，用于收集所述水源(300)的温度参数以及压力参数，所述第四传感单元(7)设置于所述喷射单元下游，用于收集处理后空气的温度参数以及压力参数。

5.根据权利要求1所述的进气湿度控制系统，其特征在于，所述进气湿度控制系统还包括第一分水器(8)，所述第一分水器(8)连通于所述进气通道(100)，且位于所述喷射单元的下游，用于收集液体。

6.根据权利要求5所述的进气湿度控制系统，其特征在于，所述进气湿度控制系统还包括中冷器(9)，所述中冷器(9)连通于所述进气通道(100)，且位于所述第一分水器(8)的下游，用于降低空气的温度。

7.根据权利要求6所述的进气湿度控制系统，其特征在于，所述进气湿度控制系统还包括第二分水器(10)，所述第二分水器(10)连通于所述进气通道(100)，且位于所述中冷器(9)的下游，用于收集液体。

8.燃料电池系统，其特征在于，包括进气通道(100)、电堆(200)以及权利要求1-7任一所述的进气湿度控制系统，所述进气通道(100)连通于所述电堆(200)，所述进气湿度控制系统中的所述进气单元、所述喷射单元均连通于所述进气通道(100)。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括第一截止阀(401)与第二截止阀(402)，所述第一截止阀(401)设置于所述电堆(200)的进气端，所述第二截止阀(402)设置于所述电堆(200)的出气端。

10.汽车，其特征在于，安装有权利要求8-9任一所述的燃料电池系统。

技术总结
本技术属于燃料电池技术领域，公开了一种进气湿度控制系统、燃料电池系统及汽车，进气湿度控制系统包括进气单元、喷射单元及控制中心，进气单元向进气通道传输待处理空气，喷射单元两端连通水源与进气通道且设于进气单元下游，能够可调地向进气通道喷射水分，控制处理后空气的湿度，控制中心根据待处理空气的流量、湿度、温度、压力和水源的温度、压力及处理后空气的温度、压力，调节喷射单元的喷水量，快速精确地调节对空气的加湿效果，且体积小、成本较低；燃料电池系统包括上述进气湿度控制系统，能够实时调节进入电堆的空气湿度，操作简便、成本低；汽车安装有上述燃料电池系统，运行稳定。

技术研发人员：邢坤,韩吉伟,杨扬,邱佰红
受保护的技术使用者：未势能源科技有限公司
技术研发日：20230530
技术公布日：2024/1/15