專利名稱：一種燃料電池加濕器的自動補水控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加濕器的控制方法及其裝置，具體的說一種燃料電池加濕器的自動補水控制方法及其裝置。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種能夠?qū)錃夂脱鯕鈨Υ娴哪芰恐苯愚D(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，它主要由膜電極組件(MEA)、雙極板和氣體擴散層組成。質(zhì)子交換膜燃料電池運行時膜電極的電導(dǎo)率在一定范圍內(nèi)隨其濕度增加而增加，因此其反應(yīng)氣體的濕度對電池性能有著重要的影響。目前，反應(yīng)氣體的加濕方式主要分為內(nèi)加濕和外加濕。內(nèi)加濕是指在電堆內(nèi)部加入加濕段以實現(xiàn)對反應(yīng)氣體的加濕，該方式使電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。外加濕是指通過電池外部的加濕器對反應(yīng)氣體加濕，外加濕的加濕器種類很多，例如鼓泡法加濕器、噴射型加濕器、薄膜加濕器、超聲波加濕器等。以上各種加濕器均有優(yōu)缺點，其中鼓泡法加濕器以其制作工藝、加濕控制簡單被廣泛應(yīng)用在質(zhì)子交換膜燃料電池的測試設(shè)備中。鼓泡法加濕是將反應(yīng)氣體通過一個能起泡的盛水容器，在一定溫度條件下，容器內(nèi)的水在蒸氣壓作用下蒸發(fā)，并同反應(yīng)氣體一起進入質(zhì)子交換膜燃料電池，反應(yīng)氣體的濕化程度完全依賴于濕化溫度，濕化溫度越高，質(zhì)子交換膜燃料電池性能越好，因此鼓泡法加濕能夠通過控制水溫進行調(diào)節(jié)。目前，鼓泡法加濕器自動補水大多是采用雙液位檢測的連續(xù)補水的控制方法，該方法的思路一旦控制器檢測到高、低兩個液位均無水時，就控制連續(xù)補水，直到檢測到高、低兩個液位均有水，便控制停止補水。該方法的優(yōu)點是在加濕器的水溫達到恒定、并且無需補水的時間段，加濕器里的反應(yīng)氣體的濕度維持不變；該方法的缺點是一旦重新補水，加濕器的水溫顯著下降，導(dǎo)致加濕器里的反應(yīng)氣體的濕度驟降，必須等待較長時間使水重新加熱到恒定的溫度方可繼續(xù)測試，嚴重影響質(zhì)子交換膜燃料電池測試性能。因此該方法只適用于中小功率質(zhì)子交換膜燃料電池測試或大功率質(zhì)子交換膜燃料電池的短時間測試，無法適用于大功率質(zhì)子交換膜燃料電池的長時間連續(xù)測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池加濕器的自動補水控制方法，能夠提高加濕器的水溫穩(wěn)定性，保持反應(yīng)氣體的濕度穩(wěn)定。本發(fā)明的另一個目的在于提供實現(xiàn)上述燃料電池加濕器自動補水控制方法的裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)的一種燃料電池加濕器的自動補水控制方法，其特征在于包括以下步驟加濕器上電后正常工作，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果加濕器處于無水狀態(tài)，則向加濕器進行間歇式補水，并對水進行自動溫控加熱；如果加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱。由于液位浮球開關(guān)具有在高液位接通(斷開)，在低液位斷開(接通)，并且在高、低液位之間時不改變開關(guān)狀態(tài)的特性，因此，以有水狀態(tài)和無水狀態(tài)分別對應(yīng)于液位浮球開關(guān)的一種開關(guān)狀態(tài)，如有水狀態(tài)對應(yīng)于開關(guān)接通、無水狀態(tài)對應(yīng)于開關(guān)斷開，在加濕器中的水位低于上述低液位時，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)，對加濕器進行間歇式補水并對水進行自動溫控加熱，通過合理設(shè)置間歇式補水的補水間隔使得加濕器的補水速度能在保持水溫穩(wěn)定的前提下大于反應(yīng)氣體的耗水速度，在加濕器中的水位上升到低液位之上時，自動補水控制裝置仍判斷加濕器處于無水狀態(tài)，加濕器中的水位繼續(xù)保持水溫穩(wěn)定的上升，直到上升到高水位時，自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)而停止補水，而相應(yīng)的，由于反應(yīng)氣體耗水加濕器中的水位下降到高水位以下時，自動補水控制裝置仍判斷加濕器處于有水狀態(tài)，直到水位下降到低液位以下，自動補水控制裝置再次判斷加
濕器處于無水狀態(tài)，再次對加濕器進行水溫穩(wěn)定的間歇式補水。同時，通過選擇液位浮球開關(guān)以合理的設(shè)置高、低液位，更能提高加濕器的工作效率與使用安全。為了合理設(shè)置間歇式補水的補水間隔，作為本發(fā)明的一種實施方式，所述間歇式補水根據(jù)以下公式(1-1)、(1-2)和(1-3)計算，以暫停補水時間與補水時間的比例為N :1的方式進行；(1-1)
h
WA=(1-2)
Ir ^ h 凡1 1 W
W
「00151 h ~----( 1-3)
L 」2 kP*kT*K*Fg其中，W為加濕器處于有水狀態(tài)時的水量與加濕器處于無水狀態(tài)時的水量之差，k3Fw為向加濕器進行補水的流量，kP為反映加濕器中反應(yīng)氣體壓力對反應(yīng)氣體耗水流量影響的壓力系數(shù)，kT為反映加濕器中水溫對反應(yīng)氣體耗水流量影響的溫度系數(shù)，K為反映加濕器內(nèi)部構(gòu)造對反應(yīng)氣體耗水流量影響的結(jié)構(gòu)常數(shù)，F(xiàn)g為加濕器中反應(yīng)氣體的實時流量。為了防止加濕器在補水失敗情況下仍持續(xù)進行加熱，保障加濕器的使用安全，作為本發(fā)明的一種改進，所述的自動補水控制方法還包括有以下補水失敗計時步驟加濕器上電后正常工作，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)，自動補水控制裝置開始計時并判斷計時時間是否達到預(yù)設(shè)的補水失敗時間；如果計時時間未達到補水失敗時間，則判定補水未失敗，保持聲光報警器關(guān)閉以及對水進行自動溫控加熱，如果計時時間達到補水失敗時間，則判定補水失敗，啟動聲光報警器進行補水失敗報警并禁止對水進行加熱；自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)，重置計時時間為零。為了縮短加濕器初始上電開機后進入正常工作狀態(tài)的時間，提高加濕器的工作效率，作為本發(fā)明的一種改進，所述的自動補水控制方法還包括以下開機連續(xù)補水步驟加濕器初始上電開機，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果加濕器處于無水狀態(tài)，則向加濕器進行連續(xù)補水并禁止對水進行加熱，如果加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱，加濕器進入正常工作狀態(tài)。為了防止加濕器在開機連續(xù)補水步驟中補水失敗情況下仍持續(xù)進行加熱，保障加濕器的使用安全，作為本發(fā)明推薦的優(yōu)選實施方式，所述的自動補水控制方法還包括有以下補水失敗計時步驟加濕器進入正常工作狀態(tài)前，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)，自動補水控制裝置開始計時并判斷計時時間是否達到預(yù)設(shè)的補水失敗時間；如果計時時間未達到補水失敗時間，則判定補水未失敗，保持聲光報警器關(guān)閉，如果計時時間達到補水失敗時間，則判定補水失敗，啟動聲光報警器進行補水失敗報警；自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)，重置計時時間為零。一種實現(xiàn)上述方法的裝置，其特征在于所述的裝置包括用于控制加濕器自動補水的主控制器、用于檢測加濕器中的水位的液位浮球開關(guān)、用于儲存反應(yīng)氣體的氣瓶、用于檢測加濕器中反映氣體的實時流量的氣體質(zhì)量流量控制器、用于檢測加濕器中反映氣體的實 時壓力的氣體壓力變送器、用于檢測加濕器中的實時水溫的熱電偶、用于對加濕器中的水進行加熱的發(fā)熱棒、用于控制發(fā)熱棒的加熱溫度的溫控器、用于驅(qū)動發(fā)熱棒工作的可控硅、水泵、水箱和聲光報警器；所述液位浮球開關(guān)、熱電偶和發(fā)熱棒分別安裝在加濕器內(nèi)，所述氣瓶通過氣體質(zhì)量流量控制器與加濕器的反應(yīng)氣體進氣口連通，所述氣體壓力變送器與加濕器的反應(yīng)氣體出氣口連通，所述水箱通過水泵與加濕器的進水口連通，所述溫控器的輸入端與熱電偶的輸出端電連接，溫控器的輸出端通過所述可控硅與發(fā)熱棒的驅(qū)動端電連接，所述主控制器分別與液位浮球開關(guān)、溫控器、氣體質(zhì)量流量控制器、氣體壓力變送器、水泵和聲光報警器的相應(yīng)端口電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果第一，本發(fā)明基于液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)判斷加濕器處于無水狀態(tài)時，以暫停補水時間與補水時間的比例為N 1的方式向加濕器進行間歇式補水，并對水進行自動溫控加熱，有效地避免了由于補水造成加濕器的水溫顯著下降的情況，使得加濕器在正常工作中能始終保持水溫穩(wěn)定，大大減少了補水對反應(yīng)氣體濕度變化的影響，使得加濕器能得以適用于大功率質(zhì)子交換膜燃料電池的長時間連續(xù)測試；第二，本發(fā)明通過開機連續(xù)補水步驟，縮短了加濕器初始上電開機后進入正常工作狀態(tài)的時間，提高了加濕器的工作效率；第三，本發(fā)明通過補水失敗計時步驟，防止了加濕器在開機連續(xù)補水步驟中補水失敗情況下仍持續(xù)進行加熱，避免了裝置中發(fā)熱棒出現(xiàn)干燒的情況，保障了加濕器的使用安全；第四，本發(fā)明通過聲光報警器在補水失敗的情況下發(fā)出報警，并能在消除補水失敗的原因后繼續(xù)進行補水，重新進入到正常工作狀態(tài)中。


下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明圖I為本發(fā)明實現(xiàn)燃料電池加濕器自動補水控制方法的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明自動補水控制方法中判斷裝置工作狀態(tài)的流程框圖；圖3為本發(fā)明自動補水控制方法中加濕器初始上電開機時的流程框圖4為本發(fā)明自動補水控制方法中加濕器上電后正常工作時的流程框圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明實現(xiàn)燃料電池加濕器自動補水控制方法的裝置，包括用于控制加濕器自動補水的主控制器、用于檢測加濕器中的水位的液位浮球開關(guān)、用于儲存反應(yīng)氣體的氣瓶、用于檢測加濕器中反映氣體的實時流量的氣體質(zhì)量流量控制器、用于檢測加濕器中反映氣體的實時壓力的氣體壓力變送器、用于檢測加濕器中的實時水溫的熱電偶、用于對加濕器中的水進行加熱的發(fā)熱棒、用于控制發(fā)熱棒的加熱溫度的溫控器、用于驅(qū)動發(fā)熱棒工作的可控硅、水泵、水箱和聲光報警器；所述液位浮球開關(guān)、熱電偶和發(fā)熱棒分別安裝在加濕器內(nèi)，所述氣瓶通過氣體質(zhì)量流量控制器與加濕器的反應(yīng)氣體進氣口連通，所述氣體壓力變送器與加濕器的反應(yīng)氣體出氣口連通，所述水箱通過水泵與加濕器的進水口連通，所述溫控器的輸入端與熱電偶的輸出端電連接，溫控器的輸出端通過所述可控硅與發(fā)熱棒的驅(qū)動端電連接，所述主控制器分別與液位浮球開關(guān)、溫控器、氣體質(zhì)量流量控制器、氣體壓力變送器、水泵和聲光報警器的相應(yīng)端口電連接。 其中，水泵用于從水箱抽水。聲光報警器用于補水失敗時以聲音加燈光閃爍的形式進行報警。氣體壓力變送器用于檢測加濕器中反應(yīng)氣體的壓力。液位浮球開關(guān)用于檢測加濕器的液位狀態(tài)。熱電偶用于檢測加濕器中的水溫。發(fā)熱棒用于對加濕器中的水加熱。溫控器用于對加濕器中的水進行恒溫控制?？煽毓栌糜隍?qū)動發(fā)熱棒。鼓泡法加濕器用于給反應(yīng)氣體提供加濕的空間。氣體質(zhì)量流量控制器用于控制進入加濕器的反應(yīng)氣體的流量。主控制器實現(xiàn)自動補水控制方法用于控制允許或者禁止溫控器對加濕器的水進行加熱，也用于讀取溫控器來獲取加濕器中的當(dāng)前水溫；用于控制開啟水泵從水箱抽水并將去離子水補進加濕器，也用于控制關(guān)閉水泵停止給加濕器補水；用于讀取液位浮球開關(guān)狀態(tài)來獲取液位是處于有水還是無水狀態(tài)；用于讀取氣體壓力變送器來獲取加濕器中反應(yīng)氣體的當(dāng)前壓力；用于控制氣體質(zhì)量流量控制器設(shè)定進入加濕器的反應(yīng)氣體的流量，也用于讀取氣體質(zhì)量流量控制器來獲取進入加濕器的反應(yīng)氣體的當(dāng)前流量；用于控制開啟或關(guān)閉聲光報
m o水泵接入主控制器輸出的開啟或關(guān)閉控制信號；聲光報警器接入主控制器輸出的開啟或關(guān)閉控制信號；主控制器接入液位浮球開關(guān)輸出的液位有水或無水狀態(tài)信號；主控制器通過通信總線分別與氣體壓力變送器、氣體質(zhì)量流量控制器、溫控器連接；溫控器接入熱電偶輸出的加濕器水溫的模擬信號；可控硅接入溫控器輸出的直流電壓；發(fā)熱棒接入可控硅輸出的交流電壓；水泵用軟管分別與水箱、加濕器連接；加濕器用鋼管分別與氣體壓力變送器、氣體質(zhì)量流量控制器連接；氣瓶與氣體質(zhì)量流量控制器用軟管連接；質(zhì)子交換膜燃料電池用軟管分別與氣體壓力變送器、背壓閥連接；發(fā)熱棒安裝在加濕器的底座；液位浮球開關(guān)與熱電偶安裝在加濕器的上蓋。本發(fā)明中的主控制器可選用通用的單片機或微處理器；所述水箱只要滿足裝去離子水的要求即可；所述水泵可選用合適的常規(guī)水泵，只要保證單位時間內(nèi)該水泵的補水量比PEMFC測試消耗的水量大即可；所述聲光報警器選用常規(guī)的聲光報警器即可；所述氣體壓力變送器可選用帶有通信接口的常規(guī)氣體壓力變送器；所述液位浮球開關(guān)可選用合適的常規(guī)液位浮球開關(guān)，只要滿足安裝在加濕器上蓋的液位浮球開關(guān)的最底端離加濕器底座的高度高于安裝在加濕器底部的發(fā)熱棒的高度即可；所述的熱電偶可選用常規(guī)的熱電偶，只要保證熱電偶探頭長度能伸至安裝在加濕器底部的發(fā)熱棒的高度處即可；所述發(fā)熱棒要根據(jù)加濕能力選擇合適發(fā)熱功率的發(fā)熱棒；所述溫控器可選用帶有通信接口的常規(guī)溫控器；所述可控硅可選用合適的常規(guī)可控硅，只要該可控硅的驅(qū)動能力滿足發(fā)熱棒的發(fā)熱功率要求即可；所述氣體質(zhì)量流量控制器可選用帶有通信接口的常規(guī)氣體質(zhì)量流量控制器。 本發(fā)明燃料電池加濕器的自動補水控制方法，包括以下步驟如圖2所示，主控制器判斷裝置是否剛上電，如果裝置剛上電，主控制器按照自動補水控制方法一進行補水控制；如果裝置不是剛上電，主控制器按照自動補水控制方法二進行補水控制。如圖3所示，主控制器按照以下自動補水控制方法一進行補水控制。加濕器初始上電開機，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，即通過主控制器讀取液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果液位浮球開關(guān)處于接通狀態(tài)，即加濕器處于無水狀態(tài)，則向加濕器進行連續(xù)補水并禁止對水進行加熱，即主控制器禁止溫控器對發(fā)熱棒加熱，并且開啟水泵連續(xù)將水箱的去離子水補進加濕器；如果加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱，即主控制器關(guān)閉水泵停止將水箱的去離子水補進加濕器，并且允許溫控器對發(fā)熱棒進行加熱，加濕器進入正常工作狀態(tài)。并且在加濕器進入正常工作狀態(tài)前，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)的同時，主控制器開始計時并判斷計時時間是否達到預(yù)設(shè)的補水失敗時間；如果計時時間未達到補水失敗時間，則判定補水未失敗，保持聲光報警器關(guān)閉，如果計時時間達到補水失敗時間，則判定補水失敗，啟動聲光報警器進行補水失敗報警；自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)，重置計時時間為零。如圖4所示，主控制器按照以下自動補水控制方法二進行補水控制。加濕器上電后正常工作，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，即通過主控制器讀取液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果液位浮球開關(guān)處于接通狀態(tài)，即加濕器處于無水狀態(tài)，則主控制器根據(jù)以下公式(1-1)、(1_2)和(1-3)計算，控制水泵以關(guān)閉N秒后開啟I秒的間歇式補水方式將水箱的去離子水補進加濕器，即暫停補水時間與補水時間的比例為N :1，并對水進行自動溫控加熱；如果液位浮球開關(guān)處于斷開狀態(tài)，即加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱，即主控制器關(guān)閉水泵停止將水箱的去離子水補進加濕器，并允許溫控器對發(fā)熱棒加熱；八'—.1U-h
h
WtI=T-T' 1 2 1
K*Fw
W…，、t2~ kP*kr *K*Fg1 ''其中，W為加濕器處于有水狀態(tài)時的水量與加濕器處于無水狀態(tài)時的水量之差，即加濕器中液位浮球開關(guān)改變開關(guān)狀態(tài)的高、低液位之間的水量差；ki*Fw為向加濕器進行補水的流量，k:為反映由水箱到加濕器進水口的補水管路對水流量影響的流量損耗常數(shù)，W和k:的數(shù)值通過對加濕器、液位浮球開關(guān)和補水管路進行測定而預(yù)先設(shè)置在主控制器中，F(xiàn)ff為水泵的額定流量，其同樣預(yù)先設(shè)置在主控制器中，根據(jù)這三個參數(shù)的值通過公式(1-2)即可計算出水泵以連續(xù)補水方式將W水量補足所用的補水時間h；K為反映加濕器內(nèi)部構(gòu)造對反應(yīng)氣體耗水流量影響的結(jié)構(gòu)常數(shù)，其數(shù)值通過對加濕器進行測定而預(yù)先設(shè)置在主控制器中；kP為反映加濕器中反應(yīng)氣體壓力對反應(yīng)氣體耗水流量影響的壓力系數(shù)，kP的數(shù)值與反應(yīng)氣體的壓力P—一對應(yīng)，通過實驗確定一系列反應(yīng)氣體壓力特征值Pi對應(yīng)的壓力系數(shù)kPi而形成壓力系數(shù)查詢表，并將該查詢表預(yù)設(shè)在主控制器中，在進行自動補水控制時，主控制器讀取氣體壓力變送器獲取加濕器中反應(yīng)氣體的當(dāng)前壓力P，再通過查表得到對應(yīng)的壓力系數(shù)kP，其中如果反應(yīng)氣體壓力P不是查詢表中的特征值時，則選取離該反應(yīng)氣體壓力P最近的兩組特征數(shù)據(jù)通過線性插值獲得對應(yīng)的壓力系數(shù)kP ；kT為反映加濕器中水溫對反應(yīng)氣體耗水流量影響的溫度系數(shù)，kT的數(shù)值與加濕器中
的水溫T--對應(yīng),通過實驗確定一系列水溫特征值Ti對應(yīng)的溫度系數(shù)kTi而形成溫度系
數(shù)查詢表，并將該查詢表預(yù)設(shè)在主控制器中，在進行自動補水控制時，主控制器讀取溫控器獲取當(dāng)前的水溫T，再通過查表得到對應(yīng)的溫度系數(shù)kT，其中如果水溫T不是查詢表中的特征值，則選取離該水溫T最近的兩組特征數(shù)據(jù)通過線性插值獲得對應(yīng)的溫度系數(shù)kT ;Fg為加濕器中反應(yīng)氣體的實時流量，其數(shù)值由主控制器讀取氣體質(zhì)量流量控制器獲得；根據(jù)上述參數(shù)通過公式(1-3)即可計算出加濕器在結(jié)構(gòu)常數(shù)K、壓力系數(shù)kP、溫度系數(shù)卜和反應(yīng)氣體實時流量Fg的實時條件下消耗完W水量所用的耗水時間t2。并且在加濕器上電后正常工作過程中，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)的同時，主控制器開始計時并判斷計時時間是否達到預(yù)設(shè)的補水失敗時間；如果計時時間未達到補水失敗時間，則判定補水未失敗，保持聲光報警器關(guān)閉以及允許溫控器控制發(fā)熱棒對水進行加熱，即對水進行自動溫控加熱，如果計時時間達到補水失敗時間，則判定補水失敗，啟動聲光報警器進行補水失敗報警并禁止溫控器控制發(fā)熱棒對水進行加熱；自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)，重置計時時間為零。本發(fā)明不局限與上述具體實施方式
，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池加濕器的自動補水控制方法，其特征在于包括以下步驟 加濕器上電后正常工作，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果加濕器處于無水狀態(tài)，則向加濕器進行間歇式補水，并對水進行自動溫控加熱；如果加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池加濕器的自動補水控制方法，其特征在于所述間歇式補水根據(jù)以下公式(1-1)、(1-2)和(1-3)計算，以暫停補水時間與補水時間的比例為N 1的方式進行；
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的燃料電池加濕器的自動補水控制方法，其特征在于所述的自動補水控制方法還包括有以下補水失敗計時步驟 加濕器上電后正常工作，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)，自動補水控制裝置開始計時并判斷計時時間是否達到預(yù)設(shè)的補水失敗時間；如果計時時間未達到補水失敗時間，則判定補水未失敗，保持聲光報警器關(guān)閉以及對水進行自動溫控加熱，如果計時時間達到補水失敗時間，則判定補水失敗，啟動聲光報警器進行補水失敗報警并禁止對水進行加熱；自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)，重置計時時間為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池加濕器的自動補水控制方法，其特征在于所述的自動補水控制方法還包括以下開機連續(xù)補水步驟 加濕器初始上電開機，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果加濕器處于無水狀態(tài)，則向加濕器進行連續(xù)補水并禁止對水進行加熱，如果加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱，加濕器進入正常工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池加濕器的自動補水控制方法，其特征在于所述的自動補水控制方法還包括有以下補水失敗計時步驟 加濕器進入正常工作狀態(tài)前，自動補水控制裝置判斷加濕器處于無水狀態(tài)，自動補水控制裝置開始計時并判斷計時時間是否達到預(yù)設(shè)的補水失敗時間；如果計時時間未達到補水失敗時間，則判定補水未失敗，保持聲光報警器關(guān)閉，如果計時時間達到補水失敗時間，則判定補水失敗，啟動聲光報警器進行補水失敗報警；自動補水控制裝置判斷加濕器處于有水狀態(tài)，重置計時時間為零。
6.一種實現(xiàn)權(quán)利要求I至5任一項所述方法的裝置，其特征在于所述的裝置包括用于控制加濕器自動補水的主控制器、用于檢測加濕器中的水位的液位浮球開關(guān)、用于儲存反應(yīng)氣體的氣瓶、用于檢測加濕器中反映氣體的實時流量的氣體質(zhì)量流量控制器、用于檢測加濕器中反映氣體的實時壓力的氣體壓力變送器、用于檢測加濕器中的實時水溫的熱電偶、用于對加濕器中的水進行加熱的發(fā)熱棒、用于控制發(fā)熱棒的加熱溫度的溫控器、用于驅(qū)動發(fā)熱棒工作的可控娃、水泵、水箱和聲光報警器；所述液位浮球開關(guān)、熱電偶和發(fā)熱棒分別安裝在加濕器內(nèi)，所述氣瓶通過氣體質(zhì)量流量控制器與加濕器的反應(yīng)氣體進氣口連通，所述氣體壓力變送器與加濕器的反應(yīng)氣體出氣口連通，所述水箱通過水泵與加濕器的進水口連通，所述溫控器的輸入端與熱電偶的輸出端電連接，溫控器的輸出端通過所述可控硅與發(fā)熱棒的驅(qū)動端電連接，所述主控制器分別與液位浮球開關(guān)、溫控器、氣體質(zhì)量流量控制器、氣體壓力變送器、水泵和聲光報警器的相應(yīng)端口電連接。。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃料電池加濕器的自動補水控制方法及其裝置，包括以下步驟加濕器上電后正常工作，自動補水控制裝置基于安裝在加濕器內(nèi)的液位浮球開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，判斷加濕器是處于有水狀態(tài)，還是處于無水狀態(tài)；如果加濕器處于無水狀態(tài)，則根據(jù)公式以暫停補水時間與補水時間的比例為N1的方式向加濕器進行間歇式補水，并對水進行自動溫控加熱；如果加濕器處于有水狀態(tài)，則停止向加濕器補水并對水進行自動溫控加熱。本發(fā)明有效地避免了由于補水造成加濕器的水溫顯著下降的情況，使得加濕器在正常工作中能始終保持水溫穩(wěn)定，大大減少了補水對反應(yīng)氣體濕度變化的影響，使得加濕器能得以適用于大功率質(zhì)子交換膜燃料電池的長時間連續(xù)測試。
文檔編號H01M8/04GK102983342SQ20121045881
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者何炳林, 梁柱揚, 楊成胡, 陳麗珍 申請人:廣東省電子技術(shù)研究所