[发明专利]燃料电池及其控制方法、车辆和计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种燃料电池及其控制方法、车辆和计算机可读存储介质。燃料电池包括：燃料电池堆，设有供气体流入燃料电池堆的气体入口和将气体排出燃料电池堆的气体出口；包括第一通道和第二通道的交换器，交换器被配置为允许第二通道内的流体将第一通道内的流体加湿；其中第一通道包括与环境连通的第一入口和与气体入口连通的第一出口，第二通道包括与气体出口连通的第二入口和与环境连通的第二出口；以及阀，包括以下中的至少一项：第一阀，具有分别与环境、第一入口和气体入口连通的阀口；以及第二阀，具有分别与环境、第二入口和气体出口连通的阀口。通过本公开的实施例，可以精准、定量地控制燃料电池堆的湿度，确保其工作在最佳状态。

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体涉及一种燃料电池及其控制方法和计算机可读存储介质。

背景技术

燃料电池汽车是汽车领域十分引人关注的领域。燃料电池运行过程中，质子交换膜（或者电解质膜）需要保持一定的含水量才能维持质子的传导，因此需要对入口气体进行加湿，以保证质子膜得到合理的润湿，增强质子的传导性。但是，若进气加湿不足，会导致“膜干”、膜欧姆内阻增大；若进气加湿过高，又会导致电池堆内部的“水淹”问题。因此，进气的润湿程度或者质子交换膜的润适度对燃料电池的效率、冷启动、耐久性及综合性能等具有重要影响。

膜增湿器可以用于对燃料电池的进气进行加湿处理，但膜增湿器在实际应用中存在着难以精准定量地控制加湿程度的问题，从而限制了燃料电池系统的性能提升。因此，需要提供一种改进的燃料电池的需求，以提高燃料电池的效率、冷启动性能、耐久性。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池及其控制方法、车辆和计算机可读存储介质。

在本公开的第一方面，提供了一种燃料电池。该燃料电池包括：燃料电池堆，设置有供气体流入燃料电池堆的气体入口和将气体排出燃料电池堆的气体出口；包括第一通道和第二通道的交换器，交换器被配置为允许第二通道内的流体将第一通道内的流体加湿；其中第一通道包括与环境连通的第一入口和与气体入口连通的第一出口，第二通道包括与气体出口连通的第二入口和与环境连通的第二出口；以及阀，包括以下中的至少一项：第一阀，具有分别与环境、第一入口和气体入口连通的阀口；以及第二阀，具有分别与环境、第二入口和气体出口连通的阀口。

根据本公开的实施例，可精准、定量地控制燃料电池堆的进气湿度，确保电池堆运行在最佳湿度范围内。

在一些实施例中，第一阀是三通阀，第一阀的阀芯是可调节的，以控制流入到第一入口和气体入口的环境气体的量。

在一些实施例中，第二阀是三通阀，第二阀的阀芯是可调节的，以控制流到第二入口和环境的从气体出口排出的气体的量。

在本公开的第二方面，提供了一种车辆。车辆包括：根据本公开的第一方面的燃料电池；鼓风机，被配置为向燃料电池堆供应气体；以及电动机，被配置为由燃料电池产生的电力驱动。

在本公开的第三方面，提供了一种用于控制燃料电池的方法，例如用于控制根据本公开的第一方面的燃料电池的方法。该方法包括：接收感测到的燃料电池堆的特征信息；基于特征信息，执行以下至少一项：调节第一阀的阀芯的位置，以改变流入到第一入口和气体入口的环境气体的量；调节第二阀的阀芯位置，以控制流到第二入口和环境的从气体出口排出的气体的量。

在一些实施例中，调节第一阀的阀芯的位置包括：调节第一阀的阀芯的位置，以增加流入到第一入口的环境空气的量并且减少经由第一阀而直接流入到气体入口的环境气体的量；或者调节第一阀的阀芯的位置，以减少流入到第一入口的环境空气的量并且增加经由第一阀而直接流入到气体入口的环境气体的量。

在一些实施例中，调节第二阀的阀芯的位置包括：调节第二阀的阀芯的位置，以增加流入到第二入口的排出的气体的量并且减少经由第二阀而直接流到环境的排出的气体的量；或者调节第二阀的阀芯的位置，以减少流入到第二入口的排出的气体的量并且增加经由第二阀而直接流到环境的排出的气体的量。