[发明专利]一种燃料电池非对称加湿控制系统及工作方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池非对称加湿控制系统，包括燃料供给机构、空气供给机构、燃料电池堆、加湿器以及控制器；所述燃料供给机构通过第一管路与所述燃料电池堆连通，所述空气供给机构通过第二管路与所述燃料电池堆连通，所述第一管路和所述第二管路上分别设有加湿三通阀，两加湿管路分别连接在所述第一管路和所述第二管路上的所述加湿三通阀与所述燃料电池堆之间，且两所述加湿管路分别经过所述加湿器，所述加湿器可分别对两所述加湿管路内的物料进行加湿，所述加湿三通阀和所述加湿器分别与所述控制器连接。本发明结构简单，且燃料和空气可以进行非对称加湿，交叉变换湿度，从而能够测试燃料电池在阴阳极非对称加湿条件下的性能参数。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体地说涉及一种燃料电池非对称加湿控制系统及工作方法。

背景技术

燃料电池是将化学能直接转化成电能的装置(以氢能源为主)，只发生电化学反应，没有燃烧过程。由于燃料电池直接把化学能转化成电能，打破了卡诺循环，因而其工作效率通常远远高于内燃机并且能量密度大。燃料电池可以作为全固态机械结构，即没有可移动的部件，在没有发生相对运动的系统中，其具有高可靠性和长寿命，并且燃料电池以氢气和空气为燃料时生成水，无污染且可以循环利用。由于燃料电池具有效率高、无污染、无噪音、寿命长和高可靠性等优点，可作为汽车内燃机的替代产品，也可应用于小型集中供电或分散式供电系统中，是绿色环保能源，极具发展潜力和应用前景。

根据电解质的不同，燃料电池可分为磷酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池五大类，其中质子交换膜燃料电池可在低温工作，并且具有较高的功率密度，所以在应用上很受欢迎。在对燃料电池参数的测试中，要进行多次测试，因此要降低其他不必要因素对实验的影响，测试的目的是为了寻找最佳操作工况。

申请号为201210028345的中国专利申请给出了一种燃料电池堆控制系统，其控制加湿过程时没有设置反馈调节，这样会造成很大的误差，并且安全装置设置的也不合理，若发现问题时立即停止工作，会造成气体残余，会损坏实验设备以及对人员安全有很大危险，安全性有待提高。本发明是对质子交换膜燃料电池参数控制所设计的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种燃料电池非对称加湿控制系统以及基于该系统的测试湿度对燃料电池的性能影响的工作方法和测试燃料电池阻抗性能的工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种燃料电池非对称加湿控制系统，包括燃料供给机构、空气供给机构、燃料电池堆、加湿器以及控制器；

所述燃料供给机构通过第一管路与所述燃料电池堆连通，所述空气供给机构通过第二管路与所述燃料电池堆连通，所述第一管路和所述第二管路上分别设有加湿三通阀，两加湿管路分别连接在所述第一管路和所述第二管路上的所述加湿三通阀与所述燃料电池堆之间，且两所述加湿管路分别经过所述加湿器，所述加湿器可分别对两所述加湿管路内的物料进行加湿，所述加湿三通阀和所述加湿器分别与所述控制器连接。

进一步地，还包括氮气供给机构，所述第一管路上设有三通减压阀，氮气供给机构与所述三通减压阀连通，所述三通减压阀与所述控制器连接。

进一步地，还包括用于对所述燃料电池堆进行冷却的冷却机构。

进一步地，所述第一管路和所述第二管路上还分别设有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接。

进一步地，所述第一管路和所述第二管路上还分别设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接。

进一步地，所述第一管路和所述第二管路上还分别设有过滤器。

一种基于所述燃料电池非对称加湿控制系统的测试变量对燃料电池的性能影响的工作方法，包括以下步骤：