[发明专利]一种燃料电池测试气体加湿方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池测试气体加湿方法,包括：来自供水系统中储水部件的去离子水，根据待加湿气体的流量通过控制系统进行计算，开启喷射泵对去离子水进行加压，去离子水的流量由液体流量质量控制器控制，经雾化处理后喷射到闪蒸室中的加热板形成水蒸气进入混合室；控制系统预设并控制待加湿气体流通的气管温度，待气管温度达到预设值，开启气源开关，待加湿气体预热后流入混合室，待加湿气体在混合室中与水蒸气进行混合并流出混合室的出气口后进入燃料电池内部；本发明可以实现水雾化均匀性高、上位机调节加热板快速蒸发水，降低能耗；实现温度、流量气体增湿精确控制，以及高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等优点。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体来说，涉及燃料电池测试气体加湿方法。

背景技术

燃料电池是一种具有零排放、转换效率高、噪音低安全性高等优点的能量转换装置。它是由膜电极、双极板、集流板、端板和紧固件组成，其中膜电极为核心部件。质子交换膜在湿润状态下才能发挥其最大的离子传导作用，同时提高电堆整体性能和寿命。所以在测试系统中必须加入气体加湿装置，能实现气体在全湿度范围内的增湿。

燃料电池测试设备气体加湿常用方法有鼓泡增湿、喷淋增湿、膜渗透增湿，也有鼓泡增湿和膜渗透增湿相结合的方法。鼓泡增湿的原理是将气体分散到鼓泡水箱之中，通过加热鼓泡水箱中的水的温度使水蒸发，来加湿气体流经鼓泡水箱的气体，这种方法只适合小功率测试设备使用；喷淋增湿的原理是降水通过喷头喷出，和气体短时间的混合增湿气体；膜渗透增湿原理是通过水的浓度差，使水渗透到膜的另一边和气体混合来实现增湿气体。

传统的气体增湿装置存在的不足之处：①鼓泡增湿方法响应速度慢，气体湿度不易控制和改变，特别是温度降低的过程耗时长；②喷淋法增湿水雾化效果不好，存在一部分液态水，它随气体进入燃料电池，导致膜电极水淹，③膜渗透增湿法制作工艺复杂、成本高，湿度可调范围较窄；④若实现大流量气体增湿，以上增湿方法的系统体积较大，结构也复杂，能耗大。

为了测试燃料电池性能和使用寿命等技术参数，必须模拟测试燃料电池的实际使用工况，就要测试使用不同湿度气体时燃料电池的性能参数，这样就对燃料电池测试设备提出更高的技术要求：实现水雾化均匀性高；实现上位机PID程序算法调节加热板功率，使适量的水快速蒸发，降低能耗；实现不同温度，不同流量气体增湿的精确控制，特别是实现大流量气体的增湿；实现全范围湿度内气体增湿；实现高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等要求，因此需要寻找一种能够实现以上方法的技术方案。

发明内容

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本发明提供了一种燃料电池测试气体加湿方法，包括：来自供水系统中储水部件的去离子水，根据待加湿气体的流量通过控制系统计算所述去离子水的使用量或流量，开启喷射泵对所述去离子水进行加压，所述去离子水的流量由液体流量质量控制器控制，通过管道且经雾化处理后喷射到位于闪蒸系统中闪蒸室中的加热板形成水蒸气并进入水气混合系统中的混合室；

所述控制系统预设并控制所述待加湿气体流通的气管温度，待所述气管温度达到预设值，开启气源开关，待加湿气体通过预热后的所述气管进行预热后流入所述水气混合系统中的所述混合室，所述待加湿气体在所述混合室中与来自所述闪蒸室中的水蒸气进行混合并流出所述混合室的出气口后进入燃料电池内部。

根据本发明背景技术中对现有技术所述，传统的气体增湿装置存在的不足之处：①鼓泡增湿方法响应速度慢，气体湿度不易控制和改变，特别是温度降低的过程耗时长；②喷淋法增湿水雾化效果不好，存在一部分液态水，它随气体进入燃料电池，导致膜电极水淹，③膜渗透增湿法制作工艺复杂、成本高，湿度可调范围较窄；④若实现大流量气体增湿，以上增湿方法的系统体积较大，结构也复杂，能耗大；而本发明提供的燃料电池测试气体加湿方法，可以实现水雾化均匀性高；实现上位机PID程序算法调节加热板功率，使适量的水快速蒸发，降低能耗；实现不同温度，不同流量气体增湿的精确控制，特别是实现大流量气体的增湿；实现全范围湿度内气体增湿；实现高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等优点。