[发明专利]一种燃料电池汽车进气增湿量控制方法及系统

说明书

本发明公开一种燃料电池汽车进气增湿量控制方法，包括：（1）燃料电池系统启动，若是常温开机，则进入步骤（2）；若是低温启动，则增湿器不进行增湿，使用干燥空气对电堆进行低温开机吹扫，直至达到常温开机条件；（2）计算增湿基础量、增湿补偿量，两者相加得到实际进气增湿量，与增湿器的准许最大增湿量比较，取小得到实际的增湿量，控制增湿器；（3）实时判断燃料电池需求功率是否大于0，若是，则循环执行步骤（1）和（2）对进气增湿量进行自动调节；若否，则进入关机流程。本发明通过识别环境温度、空气入堆温度、电堆交流阻抗和油门踏板来控制电堆是否需要增湿和增湿量的大小，使燃料电池电堆在低温启动工况下，使用干燥空气对电堆进行吹扫不对进堆空气进行增湿，吹扫时间短，燃料利用率高。

技术领域

本发明属于燃料电池汽车控制技术，具体涉及燃料电池汽车进气增湿量控制技术。

背景技术

燃料电池电堆正常运行过程中，质子交换膜处在水浸润的环境中，质子通过质子交换膜由阳极到阴极和氧离子结合，生成水分子，完成电化学反应，并产生电能。质子交换膜的含水量对燃料电池电堆的运行状态和使用寿命都具有非常重要的影响，质子交换膜含水量过低不仅影响电堆输出特性，还会对膜的寿命造成不可逆的损伤。

现有技术解决上述问题的方法是，主要采取外部膜增湿器的方式进行增湿，依赖于设计阶段膜增湿器与燃料电池堆的湿度匹配来保证电堆所需湿度，该增湿方式的缺点在于空气入堆湿度不可控，导致燃料电池堆不能工作在最佳的湿度条件下，从而影响整个燃料电池系统性能及耐久性。虽然，给膜增湿器增加旁通支路可实现局部工况湿度可控，但由于该方式对干湿空气分配管道直径的要求很高，很难达到湿度灵活可控的要求，故最终采用本发明专利进行燃料电池系统空气入堆湿度控制。

发明内容

本发明提供一种燃料电池汽车进气增湿量控制方法及系统，通过识别环境温度、空气入堆温度、电堆交流阻抗和油门踏板来控制电堆是否需要增湿和增湿量的大小，使电堆湿度更加稳定，减小对质子交换膜的损伤，提高燃料利用率。

本发明是通过如下的技术方案来实现，

一种燃料电池汽车进气增湿量控制方法，其包括如下步骤：

（1）燃料电池系统启动，判断是进入常温开机还是低温启动，若是常温开机，则进入步骤（2）；若是低温启动，则增湿器不进行增湿，使用干燥空气对电堆进行低温开机吹扫，直至达到常温开机条件；

（2）计算增湿基础量、增湿补偿量，两者相加得到实际进气增湿量，与增湿器的准许最大增湿量比较，取小得到实际的增湿量，控制增湿器；

（3）实时判断燃料电池需求功率是否大于0，若是，则循环执行步骤（1）和（2）对进气增湿量进行自动调节；若否，则进入关机流程。

进一步地，所述步骤（2）中，所述增湿基础量是通过整车控制器通过采集到的空气入堆温度和电堆交流阻抗查表计算得到。

所述增湿补偿量是根据驾驶员需求功率偏移量查表计算得到，所述驾驶员需求功率偏移量通过采集到的油门踏板开度，由整车控制模块查表计算得到。

进一步，本方法还包括步骤（4），关机流程；

先判断是选择常温关机还是低温关机，若是常温关机模式，则对电堆进行吹扫关机，增湿器不对进堆空气进行增湿；若是低温关机，则对电堆进行吹扫关机，增湿器不对进堆空气进行增湿；低温关机的吹扫时间是常温关机的吹扫时间的2-10倍。

本发明还提供一种燃料电池汽车进气增湿量控制系统，其包括，

整车控制器，所述整车控制器包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有指令，所述指令用于使得所述处理单元能够执行以上所述的燃料电池汽车进气增湿量控制方法。

温度传感器：采集环境温度、电堆温度、空气进堆温度，转化为电信号输出给整车控制器。