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一种燃料电池加湿系统

阅读:574发布:2020-10-29

专利汇可以提供一种燃料电池加湿系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型 实施例 提供一种 燃料 电池 加湿系统,所述系统包括:容纳有干气体的第一容器、气体混合室和容纳有预设容量 水 的加湿罐;第一容器和气体混合室之间通过第一管路连通,第一管路设置第一比例 阀 ;第一容器和加湿罐通过第二管路连通,第二管路设置第二 比例阀 ;第一比例阀控制第一容器通过所述第一管路输入至气体混合室内的干气体的第一容量;第二比例阀控制第一容器通过第二管路输入至加湿罐内的干气体的第二容量;第二容量的干气体通过预设容量水以及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体;气体混合室混合第二容量的湿气体与第一容量的干气体,形成满足特定湿度的混合气体;混合气体通过第四管路传输至 燃料电池 反应气体 接口 。,下面是一种燃料电池加湿系统专利的具体信息内容。

1.一种燃料电池加湿系统,其特征在于,所述系统包括:容纳有干气体的第一容器、气体混合室和容纳有预设容量的加湿罐;所述第一容器和所述气体混合室之间通过第一管路连通,所述第一管路设置有第一比例;所述第一容器和所述加湿罐通过第二管路连通,所述第二管路设置有第二比例阀;所述加湿罐和所述气体混合室之间通过第三管路连通;
所述气体混合室通过第四管路与燃料电池反应气体接口连通;所述加湿罐内壁的顶部设置有能够将水以水雾形式喷洒的喷头,所述喷头通过第五管路与所述加湿罐底部连通;所述第五管路设置有第一动器件,用于控制所述加湿罐内的水通过所述第五管路输入至所述喷头,所述喷头用于将水以水雾的形式喷洒至所述加湿罐内;
所述第一比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第一管路输入至所述气体混合室内的干气体的第一容量;
所述第二比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第二管路输入至所述加湿罐内的干气体的第二容量;
其中,所述第二容量的干气体通过所述预设容量水以及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体,所述第二容量的湿气体通过所述第三管路传输至所述气体混合室;
所述气体混合室,用于混合所述第二容量的湿气体与所述第一容量的干气体,形成满足特定湿度的混合气体;所述混合气体通过所述第四管路传输至所述燃料电池反应气体接口。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:板式换热器和容纳有冷却液体的第二容器,所述板式换热器设置在所述第一动力器件与所述喷头连接的第五管路上;所述板式换热器和所述第二容器之间通过第六管路形成环路,所述第六管路上设置有用于控制所述冷却液体在所述环路中循环流动的第二动力器件。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括分别与所述第一比例阀和所述第二比例阀电连接的控制器,用于控制所述第一比例阀和所述第二比例阀的导通或关闭;在所述第一比例阀导通的情况下,还用于控制所述第一比例阀的导通程度;在所述第二比例阀导通的情况下,还用于控制所述第二比例阀的导通程度。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:单向阀和两个第一开关,所述单向阀设置在所述板式换热器与所述喷头连接的第五管路上;所述两个第一开关分别设置在所述单向阀与所述板式换热器连接的第五管路上以及所述加湿罐底部与所述第一动力器件连接的第五管路上;所述两个第一开关分别与所述控制器电连接。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述加湿罐上设置有对所述加湿罐内的水加热的第一加热器件和检测所述加湿罐内水的第一温度的第一温度传感器,所述第一加热器件和所述第一温度传感器分别与所述控制器电连接。
6.根据权利要求3至5任一项所述的系统,其特征在于,所述加湿罐通过补水管路与补水接口连通;所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第一传感器;所述第一传感器所在位置对应于所述预设容量水的第一水位;所述补水管路上设置有第一开关;
所述控制器分别与所述第一传感器和所述第一开关电连接,用于获得所述第一传感器的检测信号,以及用于控制所述第一开关的导通或关闭。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第二传感器,所述第二传感器所在位置为低于所述第一水位第一预设距离的第二水位;
所述控制器与所述第二传感器电连接,用于获得所述第二传感器的检测信号。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述加湿罐通过排水管路与排水接口连通;所述排水管路上设置有第二开关;
所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第三传感器,所述第三传感器所在位置为高于所述第一水位第二预设距离的第二水位;
所述控制器分别与所述第三传感器和所述第二开关电连接,用于获得所述第三传感器的检测信号,以及用于控制所述第二开关的导通或关闭。
9.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述燃料电池反应气体接口处设置有用于检测所述燃料电池反应气体接口处混合气体湿度的湿度传感器;所述湿度传感器与所述控制器电连接。

说明书全文

一种燃料电池加湿系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电池加湿领域,尤其涉及一种燃料电池加湿系统。

背景技术

[0002] 传统燃油汽车造成环境和能源的问题突出,由于燃料(氢)较易获取、环境特别友好的燃料电池电动车势将引起汽车工业大变革。而作为电动车的核心燃料电池,其核心部件质子交换膜对气体湿度敏感。若湿度过低,质子传导阻增加,导致燃料电池电压下降;若湿度太高,质子交换膜会发生淹现象,阻碍反应气体的扩散通道,也会引起电池电压下降。因此,必须对燃料电池反应气体的加湿程度可控,使具有快速响应的能力。针对该问题,目前尚无有效解决方案。
实用新型内容
[0003] 为解决现有存在的技术问题,本实用新型实施例提供一种燃料电池加湿系统。
[0004] 为达到上述目的,本实用新型实施例的技术方案是这样实现的:
[0005] 本实用新型实施例提供一种燃料电池加湿系统,所述系统包括:容纳有干气体的第一容器、气体混合室和容纳有预设容量水的加湿罐;所述第一容器和所述气体混合室之间通过第一管路连通,所述第一管路设置有第一比例;所述第一容器和所述加湿罐通过第二管路连通,所述第二管路设置有第二比例阀;所述加湿罐和所述气体混合室之间通过第三管路连通;所述气体混合室通过第四管路与燃料电池反应气体接口连通;所述加湿罐内壁的顶部设置有能够将水以水雾形式喷洒的喷头,所述喷头通过第五管路与所述加湿罐底部连通;所述第五管路设置有第一动力器件,用于控制所述加湿罐内的水通过所述第五管路输入至所述喷头,所述喷头用于将水以水雾的形式喷洒至所述加湿罐内;
[0006] 所述第一比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第一管路输入至所述气体混合室内的干气体的第一容量;
[0007] 所述第二比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第二管路输入至所述加湿罐内的干气体的第二容量;
[0008] 其中,所述第二容量的干气体通过所述预设容量水以及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体,所述第二容量的湿气体通过所述第三管路传输至所述气体混合室;
[0009] 所述气体混合室,用于混合所述第二容量的湿气体与所述第一容量的干气体,形成满足特定湿度的混合气体;所述混合气体通过所述第四管路传输至所述燃料电池反应气体接口。
[0010] 在上述方案中,所述系统还包括:板式换热器和容纳有冷却液体的第二容器,所述板式换热器设置在所述第一动力器件与所述喷头连接的第五管路上;所述板式换热器和所述第二容器之间通过第六管路形成环路,所述第六管路上设置有用于控制所述冷却液体在所述环路中循环流动的第二动力器件。
[0011] 在上述方案中,所述系统还包括分别与所述第一比例阀和所述第二比例阀电连接的控制器,用于控制所述第一比例阀和所述第二比例阀的导通或关闭;在所述第一比例阀导通的情况下,还用于控制所述第一比例阀的导通程度;在所述第二比例阀导通的情况下,还用于控制所述第二比例阀的导通程度。
[0012] 在上述方案中,所述系统还包括:单向阀和两个第一开关,所述单向阀设置在所述板式换热器与所述喷头连接的第五管路上;所述两个第一开关分别设置在所述单向阀与所述板式换热器连接的第五管路上以及所述加湿罐底部与所述第一动力器件连接的第五管路上;所述两个第一开关分别与所述控制器电连接。
[0013] 在上述方案中,所述加湿罐上设置有对所述加湿罐内的水加热的第一加热器件和检测所述加湿罐内水的第一温度的第一温度传感器,所述第一加热器件和所述第一温度传感器分别与所述控制器电连接。
[0014] 在上述方案中,所述加湿罐通过补水管路与补水接口连通;所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第一传感器;所述第一传感器所在位置对应于所述预设容量水的第一水位;所述补水管路上设置有第一开关;
[0015] 所述控制器分别与所述第一传感器和所述第一开关电连接,用于获得所述第一传感器的检测信号,以及用于控制所述第一开关的导通或关闭。
[0016] 在上述方案中,所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第二传感器,所述第二传感器所在位置为低于所述第一水位第一预设距离的第二水位;
[0017] 所述控制器与所述第二传感器电连接,用于获得所述第二传感器的检测信号。
[0018] 在上述方案中,所述加湿罐通过排水管路与排水接口连通;所述排水管路上设置有第二开关;
[0019] 所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第三传感器,所述第三传感器所在位置为高于所述第一水位第二预设距离的第二水位;
[0020] 所述控制器分别与所述第三传感器和所述第二开关电连接,用于获得所述第三传感器的检测信号,以及用于控制所述第二开关的导通或关闭。
[0021] 在上述方案中,所述燃料电池反应气体接口处设置有用于检测所述燃料电池反应气体接口处混合气体湿度的湿度传感器;所述湿度传感器与所述控制器电连接。
[0022] 本实用新型实施例提供一种燃料电池加湿系统,所述系统包括:容纳有干气体的第一容器、气体混合室和容纳有预设容量水的加湿罐;所述第一容器和所述气体混合室之间通过第一管路连通,所述第一管路设置有第一比例阀;所述第一容器和所述加湿罐通过第二管路连通,所述第二管路设置有第二比例阀;所述加湿罐和所述气体混合室之间通过第三管路连通;所述气体混合室通过第四管路与燃料电池反应气体接口连通;所述加湿罐内壁的顶部设置有能够将水以水雾形式喷洒的喷头,所述喷头通过第五管路与所述加湿罐底部连通;所述第五管路设置有第一动力器件,用于控制所述加湿罐内的水通过所述第五管路输入至所述喷头,所述喷头用于将水以水雾的形式喷洒至所述加湿罐内;所述第一比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第一管路输入至所述气体混合室内的干气体的第一容量;所述第二比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第二管路输入至所述加湿罐内的干气体的第二容量;其中,所述第二容量的干气体通过所述预设容量水以及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体,所述第二容量的湿气体通过所述第三管路传输至所述气体混合室;所述气体混合室,用于混合所述第二容量的湿气体与所述第一容量的干气体,形成满足特定湿度的混合气体;所述混合气体通过所述第四管路传输至所述燃料电池反应气体接口。采用本实用新型实施例的技术方案,通过第一比例阀和第二比例阀调节干气体和需要加湿气体的比例(容量),以控制燃料电池反应气体的加湿程度,使满足燃料电池反应气体需要的特定湿度。附图说明
[0023] 图1为本实用新型实施例提供的一种燃料电池加湿系统的组成结构示意图。

具体实施方式

[0024] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0025] 本实用新型实施例提供一种燃料电池加湿系统,图1为本实用新型实施例提供的一种燃料电池加湿系统的组成结构示意图;如图1所示,所述系统10包括:容纳有干气体的第一容器101、气体混合室102和容纳有预设容量水的加湿罐103;所述第一容器101和所述气体混合室102之间通过第一管路11连通,所述第一管路11设置有第一比例阀104;所述第一容器101和所述加湿罐103通过第二管路12连通,所述第二管路12设置有第二比例阀105;所述加湿罐103和所述气体混合室102之间通过第三管路13连通;所述气体混合室102通过第四管路14与燃料电池反应气体接口连通;所述加湿罐内壁103的顶部设置有能够将水以水雾形式喷洒的喷头106,所述喷头通过第五管路15与所述加湿罐103底部连通;所述第五管路15设置有第一动力器件107,用于控制所述加湿罐103内的水通过所述第五管路15输入至所述喷头106;所述喷头106,用于将水以水雾的形式喷洒至所述加湿罐103内。
[0026] 所述第一比例阀104,用于控制所述第一容器101通过所述第一管路11输入至所述气体混合室102内的干气体的第一容量;
[0027] 所述第二比例阀105,用于控制所述第一容器101通过所述第二管路12输入至所述加湿罐103内的干气体的第二容量;
[0028] 其中,所述第二容量的干气体通过所述预设容量水以及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体,所述第二容量的湿气体通过所述第三管路13传输至所述气体混合室102;
[0029] 所述气体混合室102,用于混合所述第二容量的湿气体与所述第一容量的干气体,形成满足特定湿度的混合气体;所述混合气体通过所述第四管路14传输至所述燃料电池反应气体接口。
[0030] 需要说明的是,容纳有干气体的第一容器101,该第一容器101可以是储存气体的任意容器,在此不做限定,作为一种示例,第一容器101可以为气罐、气瓶等。
[0031] 加湿罐103中容纳有预设容量的水,该预设容量的水可以是加湿罐103正常工作需要的水量,作为一种示例,加湿罐103正常工作需要的水量可以为加湿罐103一半体积的水量或加湿罐103一半高度的水量。作为一种实施方式,该水可以为去离子水,主要考虑到水中如果含有许多离子态杂质,水的电导率会升高而不满足试验要求,因此需要将水通过去离子水相关的机器除去水中的离子态杂质而得到去离子水,作为一种示例,可以通过离子交换树脂除去水中的离子态杂质而得到去离子水,所述去离子水也称为近似纯净的水。
[0032] 所述第一比例阀104和所述第二比例阀105可以称为比例调节阀,可以按照特定的质量、体积或流量等进行比例控制。作为一种示例,该比例调节阀可以为电磁比例调节阀、质量流量控制器。其中,所述第一比例阀104和所述第二比例阀105的比例值可以根据实际需求进行设置,所述比例值为对应于输出的干气体与所述第一容器101中的干气体的总容量的比例,即所述第一容量和所述第二容量可以为从第一容器101中按照预设比例输出的干气体的气体体积。
[0033] 需要说明的是,所述第二管路12与所述加湿罐103的接口设置在所述加湿罐底部;所述第二容量的干气体通过所述第二管路进入所述加湿罐底部、通过所述预设容量水以气泡形式形成所述第二容量的干气体的一次加湿。
[0034] 这里,所述第二容量的干气体通过所述第二管路12进入所述加湿罐底部、通过所述预设容量水时,所述气体会在水中形成气泡向上漂浮,气泡在上浮的过程中带走部分水分形成气体的一次加湿,该加湿方式可以称为鼓泡加湿。
[0035] 第一动力器件107为输送流体或使流体增压的机械。所述第一动力器件107可以将自身的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。作为示例,第一动力器件107可以为,具体可以为水泵。所述加湿罐103内的水在水泵的作用下通过所述第五管路15输入至所述喷头106,形成水雾喷洒至所述加湿罐103内,使进入加湿罐103的气泡逃离水面后,又遇到喷头106喷出的水雾,形成气体的二次加湿,该加湿方式可以称为喷淋加湿。喷淋加湿和鼓泡加湿这两种加湿方式可以相互配合,以使进入加湿罐103的气体可以完全加湿,加湿后的气体相对湿度为100%。另外,由于同样的水量可以实现多次加湿,可有效减小加湿罐的体积,节约加湿系统空间。
[0036] 本实施例中,所述第二容量的干气体通过所述预设容量水及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体,该湿气体的相对湿度可以为100%,即所述第二容量的干气体通过所述预设容量水及被以水雾的形式的水喷洒后可以完全加湿,得到所述第二容量的湿气体。
[0037] 为了方便理解,假设根据实际需求得知燃料电池反应气体接口需要湿度为50%的气体,所述第一比例阀104便可以控制所述第一容器101通过所述第一管路11输入体积分数为40%的干气体至所述气体混合室102内,即第一容量为体积分数为40%的干气体;所述第二比例阀105,便可以控制所述第一容器101通过所述第二管路12输入体积分数为50%的干气体至所述加湿罐103内,即第二容量为体积分数为50%的干气体,从而获得湿度为50%的湿气体。
[0038] 本实施例中,所述特定湿度可以理解为相对湿度,可以根据所述第二容量的湿气体与所述第一容量的干气体在气体混合室102进行混合获得。为了方便理解,这里示例说明,假设所述第一容量的干气体为40%(体积或质量等百分数)的干气体,第二容量的湿气体为50%(体积或质量等百分数)的湿气体,由于干气体的相对湿度为0%,湿气体的相对湿度为100%,干湿气体混合后的相对湿度为 即特定湿度的混合气体为相对湿度为50%的混合气体。也就是说,通过比例阀调节干湿气体的比例后,可快速实现气体的相对湿度。
[0039] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述系统10还包括:板式换热器108和容纳有冷却液体的第二容器109,所述板式换热器108设置在所述第一动力器件107与所述喷头106连接的第五管路15上;所述板式换热器108和所述第二容器之间通过第六管路16形成环路,所述第六管路16设置有第二动力器件110;
[0040] 这里,所述第二动力器件110可以控制所述冷却液体在所述环路中循环流动,以使所述冷却液体循环通过所述板式换热器108,以使通过所述板式换热器108的所述冷却液体和所述第五管路15的水进行热交换。
[0041] 第二容器109中的冷却液体可以为任意具备冷却功能的液体,作为一种示例,该冷却液体可以为冷却水。第二动力器件110为输送流体或使流体增压的机械。所述第二动力器件110可以将自身的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。作为示例,第二动力器件110可以为泵,具体可以为水泵。
[0042] 板式换热器108一路同加湿罐103和第一动力器件107之间通过第五管路15形成环路一,所述板式换热器108另一路同第二动力器件110和所述第二容器109之间通过第六管路16形成环路二,环路一中的水在第一动力器件107的作用下不断经过板式换热器,同时环路二中的冷却液体在第二动力器件110作用下也不断经过板式换热器,冷却液体与水在板式换热器中发生热交换,冷却液体持续带走环路一中水的热量,实现加湿罐103中水的快速降温。
[0043] 作为一种示例,为了更好的实现加湿罐103中水的快速降温,可以使环路一中的水在板式换热器108中的流向与环路二中的冷却液体在板式换热器108中的流向方向相反,如图1所示,可以在第五管路15上设置一个单向阀,使所述加湿罐103内的水只能通过所述加湿罐103底部通过所述第五管路15输入至所述喷头106。而环路二中的冷却液体从板式换热器108的上部流向下部,图1中箭头的方向可以表示为液体的流向。
[0044] 在实际应用中,如果需要控制环路一中水的关断,可以设置电磁阀,该电磁阀相当于一种开关,可以通过电信号的控制实现电磁阀的导通和关断。
[0045] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述系统10还包括分别与所述第一比例阀104和所述第二比例阀105电连接的控制器111,用于向所述第一比例阀104发送第一控制信号,所述第一控制信号用于控制所述第一比例阀104的导通或关闭,以控制所述第一容器输入至所述气体混合室的干气体的容量;还用于向所述第二比例阀105发送第二控制信号,所述第二控制信号用于控制所述第二比例阀105的导通或关闭,以控制所述第一容器101输入至所述加湿罐的干气体的容量。
[0046] 这里,控制器111分别与所述第一比例阀104和所述第二比例阀105电连接,作为一种示例,可以将控制器111分别与所述第一比例阀104和所述第二比例阀105通过电缆连接来实现电的连接。图1中未画出所述控制器111分别与所述第一比例阀104和所述第二比例阀105的连接关系。在其他实施方式中,所述控制器111也可通过无线连接的方式分别与所述第一比例阀104和所述第二比例阀105连接,所述控制器111可通过所述无线连接分别向所述第一比例阀104和所述第二比例阀105发送第一控制信号和第二控制信号。
[0047] 其中,控制器111可以为设备,该设备可以发送信号和接收信号,并能对接收信号中的数据进行相应的处理,在此不做限定。作为一种示例,控制器111可以为电脑、工作站、服务器电子设备。
[0048] 作为一种示例,所述第一控制信号和所述第二控制信号可以为电信号,根据实际需求可以提前设置所述第一容器的干气体需要进入体混合室与进入加湿罐的比例,控制器111可以基于该比例信息,分别控制所述第一比例阀104和所述第二比例阀105导通的时间,以使所述第一容器101输入至所述气体混合室102的干气体的容量与所述第一容器101输入至所述加湿罐103的干气体的容量之比为该比例。为了方便理解,这里示例说明,假设根据实际需求得知燃料电池反应气体接口需要湿度为50%的气体,便可以提前设置所述第一容器的干气体需要进入体混合室与进入加湿罐的比例为4:5,控制器111基于4:5的比例设置信息,控制所述第一比例阀104的导通时间和所述第二比例阀105的导通时间之比为4:5,以使所述第一容器101输入至所述气体混合室102的干气体的容量与所述第一容器101输入至所述加湿罐103的干气体的容量之比为4:5。
[0049] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述第一控制信号用于控制所述第一比例阀104导通的情况下,还用于控制所述第一比例阀104的导通程度,以控制所述第一容器101输入至所述气体混合室102的干气体的容量;所述第二控制信号用于控制所述第二比例阀105导通的情况下,还用于控制所述第二比例阀105的导通程度,以控制所述第一容器101输入至所述加湿罐103的干气体的容量。
[0050] 这里,所述导通程度可以为所述第一比例阀104和所述第二比例阀105的打开程度,该打开程度可以根据实际情况进行确定,作为一种示例,所述第一比例阀104的打开程度可以为40%,以使所述第一容器101通过所述第一管路11输入体积分数为40%的干气体至所述气体混合室102内,即第一容量为体积分数为40%的干气体;所述第二比例阀105的打开程度可以为50%,以使所述第一容器101通过所述第二管路12输入体积分数为50%的干气体至所述加湿罐103内,即第二容量为体积分数为50%的干气体。所述第一比例阀104和所述第二比例阀105也可以为全部打开的程度,即打开程度为100%,所述第一比例阀104和所述第二比例阀105也可以为半打开的程度,即打开程度为50%。
[0051] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述系统10还包括:单向阀21和第一开关22,所述第一开关22设置在所述第五管路15上;所述单向阀21设置在所述第一开关22与所述喷头106连接的第五管路15上;所述第一开关22与所述控制器111电连接;
[0052] 所述控制器111,还用于控制所述第一开关22的导通或关闭;
[0053] 所述单向阀21,用于使所述第五管路15中的水具备单向流通的功能;还用于当所述第一开关22处于关闭状态时,防止所述加湿罐103内的湿气体进入所述第五管路15。
[0054] 这里,所述第一开关22可以为多个,在此不做限定,例如在图1中,所述第五管路15上设置有两个开关,所述单向阀21设置在所述板式换热器108与所述喷头103连接的第五管路15上;所述两个第一开关22分别设置在所述单向阀21与所述板式换热器108连接的第五管路上以及所述加湿罐103底部与所述第一动力器件107连接的第五管路15上;所述两个第一开关22分别与所述控制器111电连接。所述第一开关22可以通过电信号的控制实现开关的导通或关断,作为一种示例,第一开关22可以为电磁阀。
[0055] 所述单向阀21可以使所述第五管路15中的水具备单向流通的功能;在图1中,所述单向阀21只能使所述第五管路15中的水从加湿罐103的底部流到所述喷头106,而不能从所述喷头106流到加湿罐103的底部。另外,所述单向阀21还可以用于当所述第一开关22处于关闭状态时,防止所述加湿罐103内的湿气体进入所述第五管路15。这里,主要由于在实际情况中,有时可能只需要鼓泡加湿就可以满足气体的湿度要求,便需要使所述第一开关22处于关闭状态来关掉喷淋回路,加湿罐103中的气体可能会由于气压的作用进入所述第五管路15中,而通过设置所述单向阀21便可以防止所述加湿罐103内的湿气体进入所述第五管路15中。
[0056] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述加湿罐上设置有第一加热器件1035和第一温度传感器1034,所述第一加热器件1035和所述第一温度传感器1034分别与所述控制器111电连接;
[0057] 所述第一温度传感器1034,用于检测所述加湿罐103内水的第一温度,当所述第一温达到预设温度时,向所述控制器111发送检测信号;
[0058] 所述控制器111,还用于基于所述检测信号控制所述第一加热器件1035对所述加湿罐103内的水加热,以使所述加湿罐103内的水的温度达到预设温度。
[0059] 这里,所述第一加热器件1035可以为任意的加热器件,在此不做限定,作为一种示例,该加热器件可以为加热管或加热电阻
[0060] 所述预设温度可以根据实际情况进行设置,具体的,可以根据燃料电池反应气体接口处实际需要的气体温度进行设置,作为一种示例,假设燃料电池反应气体接口处需要的气体温度为50摄氏度,则可以将预设温度设置为50摄氏度,所述第一温度传感器1034,可以随时检测所述加湿罐103内水的第一温度,当所述第一温达到50摄氏度时,向所述控制器111发送检测信号;所述控制器111,便可以接收该检测信号,并基于该检测信号控制所述第一加热器件1035对所述加湿罐103内的水加热,以使所述加湿罐103内的水的温度达到50摄氏度,当所述加湿罐103内的水的温度达到50摄氏度时,所述控制器111便可以控制所述第一加热器件1035停止加热。
[0061] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述加湿罐103通过补水管路17与补水接口连通;所述加湿罐103上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第一传感器1031;所述第一传感器1031所在位置对应于所述预设容量水的第一水位;所述补水管路上设置有第二开关18;
[0062] 所述控制器111,还用于控制所述第二开关18处于连通状态,基于所述第一传感器1031发送的检测信号控制所述第二开关处于关闭状态,以使所述加湿罐内的水达到所述第一水位。
[0063] 这里,所述加湿罐103通过补水管路17与补水接口连通;其中,补水接口的位置设置在水源的地方,在实际应用中,可以根据实际情况设置补水接口的具体位置,在此不做限定。
[0064] 所述第一传感器1031和所述第二开关18分别与所述控制器111电连接。所述第一传感器1031可以为液位传感器,所述预设容量水的第一水位可以是加湿罐103正常工作需要的水量对应的水位,作为一种示例,加湿罐103正常工作需要的水量对应的水位可以为加湿罐103一半高度的水量。
[0065] 第二开关18可以为电开关,可通过电信号的控制实现开关的导通或关断,作为一种示例,第二开关18可以为电磁阀。
[0066] 本实施例中,控制器111可以控制所述第二开关18处于连通状态,使得加湿罐103通过补水管路17与补水接口连通,加湿罐103处于加水状态;当加湿罐103中的水位到达正常工作水位时,第一传感器1031便可以检测到正常工作水位的信号,并将该信号发送给控制器111,控制器111基于该信号控制所述第二开关18处于关闭状态,以使所述加湿罐103内的水稳定在工作水位。
[0067] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第二传感器1032,所述第二传感器1032所在位置为低于所述第一水位第一预设距离的第二水位;
[0068] 所述控制器111,还用于基于所述第二传感器1032发送的检测信号控制所述第二开关处于连通状态,基于所述第一传感器1031发送的检测信号控制所述第二开关处于关闭状态,以使所述加湿罐内的水达到所述第一水位。
[0069] 这里,所述第二传感器1032和所述第二开关18分别与所述控制器111电连接。所述第二传感器1032所在位置为低于所述第一水位第一预设距离的第二水位;其中,第一预设距离可以根据实际情况进行设置,所述第二传感器1032可以为液位传感器,所述第二水位可以是加湿罐103最低水量对应的水位,对应的,第一预设距离为加湿罐103正常工作水量对应的水位与最低水量对应的水位之间的距离。作为一种示例,加湿罐103工作需要的最低水量对应的水位的位置可以为加湿罐103三分之一高度的位置,具体的,可以为距离加湿罐103底部三分之一高度的位置,即可以将所述第二传感器1032设置在距离加湿罐103底部三分之一高度的内壁上。
[0070] 本实施例可根据实际情况,将所述第二传感器1032设置在加湿罐103工作需要的最低水量对应水位的位置。在对输入至加湿罐103的干气体进行加湿的过程中,加湿罐103中存储的预设容量的水会逐渐减少。当加湿罐103中的水位到达该第二水位时,由于所述第二传感器1032设置在所述第二水位处,所述第二传感器1032便可以检测到加湿罐103中的水位为低水位的信号,所述第二传感器1032发送该信号给控制器111,控制器111基于该信号控制所述第二开关18处于连通状态,加湿罐103通过补水管路17进行自动补水,当加湿罐103中的水位到达正常工作水位时,第一传感器1031便可以检测到正常工作水位的信号,并将该信号发送给控制器111,控制器111基于该信号控制所述第二开关18处于关闭状态,加湿罐103无法通过补水管路17进行自动补水,从而使所述加湿罐103内的水位稳定在工作水位。
[0071] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述加湿罐103通过排水管路19与排水接口连通;所述排水管路上设置有第三开关20;
[0072] 所述加湿罐上设置有用于检测所述加湿罐内水位的第三传感器1033,所述第三传感器1033所在位置为高于所述第一水位第二预设距离的第二水位;
[0073] 所述控制器111,还用于基于所述第三传感器1033的检测信号控制所述第三开关20处于连通状态,基于所述第一传感器1031发送的检测信号控制所述第三开关20处于关闭状态,以使所述加湿罐103内的水达到所述第一水位。
[0074] 这里,所述加湿罐103通过排水管路19与排水接口连通;其中,排水接口的位置可以根据实际情况进行设置,在此不做限定。
[0075] 所述第三传感器1033和所述第三开关20分别与所述控制器111电连接。所述第三传感器1033所在位置为高于所述第一水位第二预设距离的第二水位;其中,第二预设距离可以根据实际情况进行设置,所述第三传感器1033可以为液位传感器,所述第二水位可以是加湿罐103中的水量对应的水位达到最高的水位,对应的,第二预设距离为加湿罐103正常工作水量对应的水位与最高水量对应的水位之间的距离。作为一种示例,加湿罐103最高水量对应的水位的位置可以为加湿罐103三分之二高度的位置,具体的,可以为距离加湿罐103底部三分之二高度的位置,即可以将所述第三传感器1033设置在距离加湿罐103底部三分之二高度的内壁上。
[0076] 第三开关20可以为电开关,可以通过电信号的控制实现开关的导通或关断,作为一种示例,第三开关20可以为电磁阀。
[0077] 本实施例可根据实际情况,将所述第三传感器1033设置在加湿罐103中的水量对应的水位达到最高水位的位置。由于第一传感器1031可能会出现故障,加湿罐103通过补水管路17补水过多,使得加湿罐103中的水位到达高水位。即当加湿罐103中的水位到达该第二水位时,所述第三传感器1033便检测到加湿罐103中的水位为高水位的信号,所述第三传感器1033发送该信号给控制器111,控制器111基于该信号控制所述第三开关20处于连通状态,加湿罐103通过排水管路19进行自动排水,当加湿罐103中的水位到达正常工作水位时,第一传感器1031便可以检测到正常工作水位的信号,并将该信号发送给控制器111,控制器111基于该信号控制所述第三开关18处于关闭状态,加湿罐103不通过排水管路19排水,从而使所述加湿罐103内的水稳定在工作水位附近。
[0078] 在实际应用中,如果系统工作一段时间后,加湿罐103中去离子水的电导率升高而不满足实验要求的情况下,也可以通过控制器111控制所述第三开关18处于导通状态,通过排水管路19进行排水,同时通过控制器111控制所述第二开关18处于连通状态,通过进水管路17进水,从而换掉加湿罐103内的水,即可以在系统不停机的情况下实现自动换水功能。
[0079] 需要说明的是,所述第四管路14上可以设置有第二加热器件112,用于加热所述第四管路14,从而加热所述第四管路14中的混合气体。
[0080] 这里,加热器件112可以为任意的电加热器件,作为一种示例,加热器件112可以为加热带,该加热带可以缠绕在第四管路14上。
[0081] 在本实用新型的一种可选的实施例中,所述燃料电池反应气体接口处设置有湿度传感器113,用于检测所述燃料电池反应气体接口处混合气体的湿度;所述湿度传感器113与所述控制器111电连接;
[0082] 所述控制器111,还用于获得所述湿度传感器113获得的湿度,判断所述湿度是否满足预设条件,基于判断结果执行相应的操作。
[0083] 这里,控制器111可以判断所述湿度是否满足预设条件,基于判断结果执行相应的操作。其中,所述预设条件可以是气体混合室102中形成的特定湿度的混合气体,也可以理解为相对湿度的混合气体,当所述湿度满足气体混合室102中的特定湿度时,可以不采取任何的操作,当所述湿度不满足气体混合室102中的特定湿度时,可以控制加热器件112加热。主要避免由于混合气体中的水分在温度变低得情况下会出现冷凝的现象,使混合气体的相对湿度会变低,通过加热器件112加热可以确保气体混合室中混合气体的湿度与进入燃料电池中的气体的湿度保持一致。
[0084] 本实用新型实施例提供的燃料电池加湿系统,其中,通过所述第一比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第一管路输入至所述气体混合室内的干气体的第一容量;所述第二比例阀,用于控制所述第一容器通过所述第二管路输入至所述加湿罐内的干气体的第二容量;所述第二容量的干气体通过所述预设容量水以及被以水雾的形式的水喷洒形成所述第二容量的湿气体;所述气体混合室,用于混合所述第二容量的湿气体与所述第一容量的干气体,形成满足特定湿度的混合气体。采用本实用新型实施例的技术方案,通过第一比例阀和第二比例阀调节干气体和需要加湿气体的比例(容量),以控制燃料电池反应气体的加湿程度,使满足燃料电池反应气体需要的特定湿度。
[0085] 以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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