用于燃料电池系统的加湿系统及其控制方法、存储介质与流程

技术特征：
1.一种用于燃料电池系统的加湿系统(100)，所述燃料电池系统包括被配置成用于向所述燃料电池系统的电堆的阴极入口供给空气的进气通道、设置在所述进气通道上并且被配置成对空气进行加压的空压机、以及设置在所述进气通道上位于所述空压机下游并且被配置成对经加压的空气进行冷却的中冷器，所述加湿系统(100)被配置成设置在所述进气通道上位于所述中冷器下游，并且包括：被配置成分别连接在所述中冷器与所述阴极入口之间的加湿通道(101)和旁通通道(103)，所述加湿通道(101)被配置成具有可调的第一通流能力，并且所述旁通通道(103)被配置成具有可调的第二通流能力；设置在所述加湿通道(101)上并且被配置成对空气进行加湿的加湿器(109)；以及加湿控制器(111)，所述加湿控制器(111)被配置成响应于来自所述燃料电池系统的加湿调节请求基于所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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调节所述第一通流能力和所述第二通流能力，从而控制进入所述阴极入口的空气相对湿度。2.根据权利要求1所述的加湿系统(100)，其特征在于，所述加湿控制器(111)基于以下公式确定所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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：其中，t
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、p
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和rh
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分别是由所述空压机吸入所述进气通道的空气的温度、压力和相对湿度，t
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和p
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分别是所述中冷器出口处的空气温度和空气压力，f(t
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)和f(t
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)通过公式计算得到。3.根据权利要求2所述的加湿系统(100)，其特征在于，所述加湿控制器(111)被配置成基于所述加湿调节请求所指示的进入所述阴极入口的期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差确定所述第一通流能力和所述第二通流能力的调节目标值，并且在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变大时，提高所述第一通流能力和/或降低所述第二通流能力，在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变小时，降低所述第一通流能力和/或提高所述第二通流能力。4.根据权利要求3所述的加湿系统(100)，其特征在于，所述加湿控制器(111)还被配置成基于空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度变化以如下方式修正对所述第一通流能力和所述第二通流能力的调节：在空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度上升的情况下：在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变大时，基于温度上升的程度增大对所述第一通流能力的提高程度和/或增大对所述第二通流能力的降低程度；在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变小时，基于温度上升的程度减小对所述第一通流能力的降低程度和/或减小对所述第二通流能力的提高程度；以及在空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度下降的情况下：
在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变大时，基于温度下降的程度减小对所述第一通流能力的提高程度和/或减小对所述第二通流能力的降低程度；在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变小时，基于温度下降的程度增大对所述第一通流能力的降低程度和/或增大对所述第二通流能力的提高程度。5.根据权利要求4所述的加湿系统(100)，其特征在于：所述加湿系统(100)包括被配置成感测所述阴极入口处的空气温度t
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的传感器，所述加湿控制器(111)被配置成将感测到的所述中冷器出口处的空气温度t
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与所述阴极入口处的空气温度t
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进行比较以确定空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度变化；和/或所述加湿系统(100)包括设置在所述加湿通道(101)上以调节所述第一通流能力的第一阀机构(105)、以及设置在所述旁通通道(103)上以调节所述第二通流能力的第二阀机构(107)，所述第一通流能力与所述第一阀机构(105)的阀开度相关联，并且所述第二通流能力与所述第二阀机构(107)的阀开度相关联，所述加湿控制器(111)通过控制所述第一阀机构(105)和所述第二阀机构(107)的阀开度来调节所述第一通流能力和所述第二通流能力。6.一种用于控制燃料电池系统的加湿系统(100)的方法，所述燃料电池系统包括被配置成用于向所述燃料电池系统的电堆的阴极入口供给空气的进气通道、设置在所述进气通道上并且被配置成对空气进行加压的空压机、以及设置在所述进气通道上位于所述空压机下游并且被配置成对经加压的空气进行冷却的中冷器，所述加湿系统(100)被配置成设置在所述进气通道上位于所述中冷器下游，并且包括：被配置成分别连接在所述中冷器与所述阴极入口之间的加湿通道(101)和旁通通道(103)，所述加湿通道(101)被配置成具有可调的第一通流能力，并且所述旁通通道(103)被配置成具有可调的第二通流能力；以及设置在所述加湿通道(101)上并且被配置成对空气进行加湿的加湿器(109)；所述方法包括响应于来自所述燃料电池系统的加湿调节请求基于所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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调节所述第一通流能力和所述第二通流能力，从而控制进入所述阴极入口的空气相对湿度。7.根据权利要求6所述的加湿系统(100)，其特征在于，所述方法包括基于以下公式确定所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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：其中，t
amb
、p
amb
和rh
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分别是由所述空压机吸入所述进气通道的空气的温度、压力和相对湿度，t
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和p
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分别是所述中冷器出口处的空气温度和空气压力，f(t
amb
)和f(t
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)通过公式计算得到。8.根据权利要求7所述的加湿系统(100)，其特征在于，所述方法包括基于所述加湿调节请求所指示的进入所述阴极入口的期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差确定所述第一通流能力和所述第二通流能力的调节目标值，
并且在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变大时，提高所述第一通流能力和/或降低所述第二通流能力，在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变小时，降低所述第一通流能力和/或提高所述第二通流能力。9.根据权利要求8所述的加湿系统(100)，其特征在于，所述方法包括还包括基于空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度变化以如下方式修正对所述第一通流能力和所述第二通流能力的调节：在空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度上升的情况下：在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变大时，基于温度上升的程度增大对所述第一通流能力的提高程度和/或增大对所述第二通流能力的降低程度；在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变小时，基于温度上升的程度减小对所述第一通流能力的降低程度和/或减小对所述第二通流能力的提高程度；以及在空气从所述中冷器出口到所述阴极入口的温度下降的情况下：在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变大时，基于温度下降的程度减小对所述第一通流能力的提高程度和/或减小对所述第二通流能力的降低程度；在所述期望空气相对湿度rh
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与所确定的所述中冷器出口处的空气相对湿度rh
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之差变小时，基于温度下降的程度增大对所述第一通流能力的降低程度和/或增大对所述第二通流能力的提高程度。10.一种机器可读的非易失性存储介质，在所述机器可读的非易失性存储介质上存储有实施根据权利要求6至9中任一项所述的方法的程序指令。

技术总结
本申请提供了一种用于燃料电池系统的加湿系统，其包括分别被配置成具有可调的第一通流能力和第二通流能力的加湿通道和旁通通道。加湿器设置在加湿通道上并且被配置成对空气进行加湿。加湿控制器被配置成响应于来自加湿调节请求基于燃料电池系统的中冷器出口处的空气相对湿度调节第一通流能力和第二通流能力，从而控制进入燃料电池系统的阴极入口的空气相对湿度。本申请还提供了一种用于控制加湿系统的方法，以及一种机器可读的非易失性存储介质。根据本申请的加湿系统能够精确地控制进入阴极的空气相对湿度，以将燃料电池系统中的电堆含水量精确地维持在期望的水平，从而确保燃料电池系统可靠和高效运行。燃料电池系统可靠和高效运行。燃料电池系统可靠和高效运行。


技术研发人员：杨平 颜廷军 李国宁 杨国鹏
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2021.08.05
技术公布日：2023/2/17