燃料电池及使用燃料电池的车辆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃料电池，以及使用燃料电池的车辆。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。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池及使用燃料电池的车辆
本公开的实施例总体上涉及车辆领域，具体涉及燃料电池，以及使用燃料电池的车辆。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术提供了一种燃料电池，以及使用燃料电池的车辆。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。在一些实施例中，接收感测到的燃料电池堆的特征信息包括：接收感测到的燃料电池堆的内阻或功率。优选地，接收感测到的燃料电池堆的功率包括接收感测到的燃料电池堆的净输出功率。在一些实施例中，方法还包括：响应于燃料电池在低温环境下关机，执行以下至少一项：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；以及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。在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现如本公开的第一方面的方法。提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了本公开的实施例的燃料电池的示意性框图；图2示出了本公开的实施例的另一燃料电池的示意性框图；图3示出了本公开的实施例的另一燃料电池的示意性框图；以及图4示出了根据本公开的实施例的用于控制燃料电池的示例方法的流程图。在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。燃料电池汽车是未来新能源汽车的重要发展方向。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。图1-图3分别示出了本公开的实施例的燃料电池的示意性框图。如图1至图3所示，燃料电池包括燃料电池堆1、交换器2和阀。燃料电池堆1，设置有供气体流入燃料电池堆1的气体入口11和将气体排出燃料电池堆1的气体出口13。在一些实施例中，燃料电池堆1包括电解质膜（例如聚合物电解质膜，或称为质子交换膜）。在一些实施例中，供给到燃料电池堆1的气体可以是空气或者氧气。交换器2包括第一通道和第二通道。交换器2允许第二通道内的流体将第一通道内的流体加湿。第一通道包括与环境连通的第一入口21和与气体入口11连通的第一出口22，第二通道包括与气体出口13连通的第二入口23和与环境连通的第二出口24。在一些实施例中，交换器2例如可以是膜加湿器。在一些实施例中，交换器2内可以包括中空纤维膜束，以使得第二通道内的流体将第一通道内的流体加湿和/或加热。在一些实施例中，第一通道与进气管3流体地连通，第二通道与排气管6流体地连通。燃料电池的阀包括第一阀4和/或第二阀7。第一阀4具有分别与环境、第一入口21和气体入口11连通的阀口；第二阀7具有分别与环境、第二入口23和气体出口13连通的阀口。由此，环境空气可以经由第一阀4而单独地流入第一入口2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池，包括：/n燃料电池堆（1），设置有供气体流入所述燃料电池堆（1）的气体入口（11）和将气体排出所述燃料电池堆（1）的气体出口（13）；/n包括第一通道和第二通道的交换器（2），所述交换器（2）被配置为允许所述第二通道内的流体将所述第一通道内的流体加湿；其中所述第一通道包括与环境连通的第一入口（21）和与所述气体入口（11）连通的第一出口（22），所述第二通道包括与所述气体出口（13）连通的第二入口（23）和与环境连通的第二出口（24）；以及/n阀，包括以下中的至少一项：/n第一阀（4），具有分别与环境、第一入口（21）和所述气体入口（11）连通的阀口；以及/n第二阀（7），具有分别与环境、第二入口（23）和所述气体出口（13）连通的阀口。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池，包括：
燃料电池堆（1），设置有供气体流入所述燃料电池堆（1）的气体入口（11）和将气体排出所述燃料电池堆（1）的气体出口（13）；
包括第一通道和第二通道的交换器（2），所述交换器（2）被配置为允许所述第二通道内的流体将所述第一通道内的流体加湿；其中所述第一通道包括与环境连通的第一入口（21）和与所述气体入口（11）连通的第一出口（22），所述第二通道包括与所述气体出口（13）连通的第二入口（23）和与环境连通的第二出口（24）；以及
阀，包括以下中的至少一项：
第一阀（4），具有分别与环境、第一入口（21）和所述气体入口（11）连通的阀口；以及
第二阀（7），具有分别与环境、第二入口（23）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞强，刘洪建，张国强，吕登辉，丰收，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11