CN110649288A - 一种质子交换膜燃料电池空气供应***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种质子交换膜燃料电池空气供应***及方法，吹扫支路的一端连接在进气装置和增湿器之间，吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，第一流量调节装置设置在吹扫支路上，电机控制器用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节第一流量调节装置，使得通过第一流量调节装置控制部分空气通过吹扫支路进入质子交换膜燃料电池的腔体，而空气进入质子交换膜燃料电池的腔体导致进入燃料电池堆的空气减少，相对应的需要提高空气压缩机的转速，使空气压缩机跳出喘振区域，而跳出喘振区域意味着空气压缩机消除喘振现象，从而解决了空气压缩机出现踹振现象时，使得空压机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。

Description

一种质子交换膜燃料电池空气供应***及方法

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体为涉及一种质子交换膜燃料电池空气供应***及方法。

背景技术

目前，在一种质子交换膜燃料电池空气供应***中，通过空气压缩机向质子交换膜燃料电池提供空气，使得空气中的元素通过化学反应，将化学能转化为电能。但是，当空气通过空气压缩机进入质子交换膜燃料电池的进气量不足时，容易导致空气压缩机发生踹振现象。而这种空气压缩机踹振现象，会使得空压机发生损坏，影响空压机的循环使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池空气供应***及方法，用于解决空气压缩机出现踹振现象时，使得空气压缩机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。技术方案如下：

本发明提供一种质子交换膜燃料电池空气供应***，所述***包括：

进气装置、电机控制器、增湿器，其特征在于，所述***还包括：第一流量调节装置和吹扫支路；

所述吹扫支路的一端连接在所述进气装置和所述增湿器之间，所述吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上；

所述第一流量调节装置设置在所述吹扫支路上；

所述电机控制器，用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节所述第一流量调节装置，使得通过所述第一流量调节装置控制部分空气通过所述吹扫支路进入所述质子交换膜燃料电池的腔体。

优选的，所述***还包括：氢气浓度传感器，所述氢气浓度传感器与所述质子交换膜燃料电池的腔体连接；

所述氢气浓度传感器，用于检测所述质子交换膜燃料电池中的氢气浓度值；所述电机控制器，还用于根据检测到的氢气浓度值，调整所述第一流量调节装置的调节量。

优选的，所述电机控制器，具体用于若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大所述第一流量调节装置的调节量并维持增大后的调节量，以增大经过所述第一流量调节装置的空气流量，以及具体用于若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小所述第一流量调节装置的调节量并维持减小后的调节量，以减小经过所述第一流量调节装置的空气流量。

优选的，所述***还包括：节气门、第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置，所述节气门连接在所述增湿器与所述质子交换膜燃料电池的空气排气口之间，所述第一质量流量计算装置位于所述吹扫支路上且所述第一质量流量计算装置位于所述第一流量调节装置之后，所述第二质量流量计算装置和所述空气压缩机连接，所述空气压缩机与所述电机控制器进行连接；

所述电机控制器，还用于基于所述第一质量流量计算装置和所述第二质量流量计算装置获取的空气流量的差值，控制所述空气压缩机的转速并基于所述空气压缩机的转速调整所述节气门的开度。

优选的，所述电机控制器，具体用于若所述空气压缩机的当前转速大于前一转速，则增大所述节气门的开度并维持增大后的开度，以及用于若所述空气压缩机的当前转速小于前一转速，则减小所述节气门的开度并维持减小后的开度。

本发明还提供一种质子交换膜燃料电池空气供应方法，所述方法包括：

检测空气压缩机的工作状态；

若检测到所述空气压缩机出现喘振现象，调节吹扫支路上的第一流量调节装置使得部分空气进入质子交换膜燃料电池的腔体；

若检测到所述空气压缩机处于正常工作状态，则禁止调节所述吹扫支路上的所述第一流量调节装置。

优选的，所述方法还包括：

基于第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置的差值，确定所述空气压缩机的转速，将所述空气压缩机当前的转速调整至所确定的转速；

基于所述空气压缩机的转速，调整节气门的开度。

优选的，所述基于所述空气压缩机的转速，调整节气门的开度，包括：

若所述空气压缩机的当前转速大于前一转速，则增大所述节气门的开度并维持增大后的开度；

若所述空气压缩机的当前转速小于前一转速，则减小所述节气门的开度并维持减小后的开度。

优选的，所述方法还包括：

获取氢气传感器检测到的质子交换膜燃料电池的腔体中的氢气浓度值；

基于所述氢气浓度值，调整所述吹扫支路上所述第一流量调节装置的调节量。

优选的，所述基于所述氢气传感器检测到的氢气浓度值，调整所述吹扫支路上所述第一流量调节装置的调节量，包括：

若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大所述第一流量调节装置的调节量并维持增大后的调节量，以增大经过所述第一流量调节装置的空气流量；

若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小所述第一流量调节装置的调节量并维持减小后的调节量，以减小经过所述第一流量调节装置的空气流量。

与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案具有如下优点：

吹扫支路的一端连接在进气装置和所述增湿器之间，吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，第一流量调节装置设置在吹扫支路上，电机控制器，用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节第一流量调节装置，使得通过第一流量调节装置控制部分空气通过吹扫支路进入所述质子交换膜燃料电池的腔体，而空气进入所述质子交换膜燃料电池的腔体导致进入燃料电池堆的空气减少，相对应的需要提高空气压缩机的转速，使空气压缩机跳出喘振区域，而跳出喘振区域意味着空气压缩机消除喘振现象，从而解决了空气压缩机出现踹振现象时，使得空压机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种质子交换膜燃料电池空气供应***的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种质子交换膜燃料电池空气供应方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种质子交换膜燃料电池空气供应方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种基于空气压缩机的转速，调整第二流量调节装置的调节量的流程图；

图5是本发明实施例提供的再一种质子交换膜燃料电池空气供应方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种基于氢气浓度值，调整吹扫支路上第一流量调节装置的调节量的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池空气供应***及方法，用于解决空气压缩机出现踹振现象时，使得空气压缩机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，示出了本发明提供的一种质子交换膜燃料电池空气供应***的结构示意图，可以包括：进气装置100、电机控制器101、增湿器102、第一流量调节装置103和吹扫支路104，其中，进气装置100、电机控制器101、增湿器102、第一流量调节装置103和吹扫支路104的连接关系如下：

吹扫支路104的一端连接在进气装置100和增湿器102之间，吹扫支路104的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，第一流量调节装置103和第一质量流量计算装置依次设置在吹扫支路104上。

基于上述连接关系，本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应***的具体实现如下：

通过将吹扫支路104的一端连接在进气装置100和增湿器102之间，而该吹扫支路104的另外一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，外部空气通过进气装置100，然后通过增湿器102对外部空气进行增湿，即对外部空气增加一定的湿度。需要说明的是，第一流量调节装置103包括但不限于为调节阀，具体的可根据实际情况进行设定。

电机控制器101，用于监测到空气压缩机出现踹振现象时，打开第一流量调节装置103，使得通过第一流量调节装置103控制部分空气通过吹扫支路104进入燃料电池堆，由图1可知通过打开第一流量调节装置103的方式可以改变空气流量的流经方向，例如从全部通过增湿器102所在支路，改为部分进入吹扫支路104。

其中，空气压缩机的踹振现象指的是，流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。空气压缩机发生喘振会破坏及其内部介质的流动规律性，产生机械噪声，引起内部介质的强烈振动，加速轴承和密封的损坏。

在本实施例中，进气装置的一种可选结构是：进气装置100包括：空气压缩机、***和中冷器，其中空气压缩机与***进行连接，***与中冷器进行连接。***用于减小空气压缩机工作时的噪声，通过中冷器，冷却空气压缩机出口的空气。

需要说明的是，本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应***，还包括：温压湿一体传感器、氢气浓度传感器、温度传感器和压力传感器。其中，温压湿一体传感器、氢气浓度传感器、温度传感器和压力传感器的连接关系如下：

温压湿一体传感器安装在增湿器102和质子交换膜燃料电池的腔体的输入接口之间，氢气浓度传感器与质子交换膜燃料电池的腔体连接，温度传感器和压力传感器安装在质子交换膜燃料电池的腔体的输出接口与增湿器102之间，其中，氢气浓度传感器用于检测燃料电池堆中的氢气浓度值。

基于上述连接关系，本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应***的具体实现如下：

通过温压湿一体传感器检测进入质子交换膜燃料电池的腔体的空气的温度、湿度以及压强，在燃料电池堆发生化学反应期间，通过氢气浓度传感器实时的检测该燃料电池堆发生化学反应产生的氢气浓度值，然后电机控制器100根据氢气传感器检测到的氢气浓度值，调整第一流量调节装置103的调节量，通过相应的调整第一流量调节装置103的调节量，可以自由的加大或减少吹扫支路104中的空气流量。

具体的，若氢气传感器检测到的当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，电机控制器100则用于增大第一流量调节装置的调节量，以增大经过第一流量调节装置的空气流量，以及具体用于若氢气传感器检测到的当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小第一流量调节装置的调节量，以减小经过第一流量调节装置的空气流量。

例如：第一流量调节装置为调节阀时，当氢气浓度传感器实时的检测该燃料电池堆发生化学反应产生的氢气浓度值越来越大时且当前氢气浓度大于前一氢气浓度时，电机控制器100根据氢气传感器检测到的氢气浓度值，相应的增大调节阀的开度，使得吹扫支路104中的空气流量增加，增大了吹扫支路104中的空气流量的吹扫强度，能将燃料电池堆发生化学反应产生的氢气快速排出，避免了出现氢气燃烧等安全隐患的问题。若氢气传感器检测到的当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小调节阀的开度，使得吹扫支路104中的空气流量减少，防止燃料电池堆中的氢气不够。

对于燃料电池堆发生化学反应，产生的废气可通过温度传感和压力传感器获取废气的温度数据和压强数据，然后通过节气门以及空气排气口，将废气排出。

需要说明的是，本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应***，还包括：过滤器、第二质量流量计算装置、第一质量流量计算装置、节气门和空气排气口，其中，过滤器、第二质量流量计算装置、第一质量流量计算装置、节气门和空气排气口的连接关系如下：

过滤器与第二质量流量计算装置连接，第二质量流量计算装置和空气压缩机连接，空气压缩机与电机控制器进行连接，节气门连接在增湿器102与质子交换膜燃料电池的空气排气口之间，第一质量流量计算装置位于吹扫支路104上且第一质量流量计算装置位于第一流量调节装置之后。

基于上述连接关系，本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应***的具体实现如下：

通过过滤器对外部空气进行过滤，将空气中影响燃料电池堆发生化学反应的元素进行过滤，然后通过第二质量流量计算装置对过滤的空气进行空气流量的控制，然后通过电机控制器控制空气压缩机的转速，使得空气输入至燃料电池堆。其中，过滤器过滤的影响燃料电池堆发生化学反应的元素包括但不限于：硫元素和氮元素等对质子交换膜催化剂有消极影响的元素。

需要说明的是，过滤器包括但不限于是空气过滤器，第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置包括但不限于是质量流量计，第二流量调节装置包括但不限于是电子气节门，具体的可根据实际情况进行设定，这里不再进行赘述。

相对应的电机控制器还用于基于第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置获取的空气流量的差值，控制空气压缩机的转速并基于空气压缩机的转速调整第二流量调节装置的调节量。

具体的，若空气压缩机的当前转速大于前一转速，电机控制器100则用于增大节气门的开度并保持节气门增大后的开度，以增大经过节气门的废气流量，以及用于若空气压缩机的当前转速小于前一转速，则减小第二流量调节装置的调节量并保持节气门减小后的开度，以减小经过第二流量调节装置的废气流量。

当然本实施例还能够将氢气传感器、节气门、第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置相结合，使得质子交换膜燃料电池空气供应***既能够通过氢气浓度值进行调节，也能够通过第一质量流量计算装置和所述第二质量流量计算装置获取的空气流量的差值进行调节。

基于上述本发明实施例公开的质子交换膜燃料电池空气供应***可知，吹扫支路的一端连接在进气装置和所述增湿器之间，吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，第一流量调节装置设置在吹扫支路上，电机控制器，用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节第一流量调节装置，使得通过第一流量调节装置控制部分空气通过吹扫支路进入所述质子交换膜燃料电池的腔体，而空气进入所述质子交换膜燃料电池的腔体导致进入所述燃料电池堆的空气减少，相对应的需要提高空气压缩机的转速，使空气压缩机跳出喘振区域，而跳出喘振区域意味着空气压缩机消除喘振现象，从而解决了空气压缩机出现踹振现象时，使得空压机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。

基于上述本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应***，本发明实施例还对应公开一种质子交换膜燃料电池空气供应方法，如图2所示，为本发明实施例提供的一种质子交换膜燃料电池空气供应方法的流程图，主要包括：

S201:检测空气压缩机的工作状态。

S202:基于空气压缩机的工作状态判断是否出现踹振现象，若是，则执行S203，若否，则执行S204。

在具体实现S202的过程中，通过检测空气压缩机的转速是否达到空气压缩机喘振时的预设转速来判断是否出现踹振现象，如果达到预设转速说明出现踹振现象，如果没有达到说明处于正常工作状态。

需要说明的是，本实施例包括但不限于通过检测空气压缩机的转速来判断空气压缩机是否出现喘振现象，具体的可根据实际情况通过别的方式对空气压缩机出现踹振现象进行判断，这里不再进行赘述。

例如在具体实现S202的过程中，可以设置空气压缩机出现踹振现象的踹振区间，该踹振区间包括空气压缩机喘振现象时的转速、空气压缩机出现踹振现象时进入该空气压缩机的空气流量以及压比数据，其中，压比数据为空气压缩机出口压力和入口压力的比值。若空气压缩机当前的工作状态使其进入踹振区间，则说明出现踹振现象。

S203:调节吹扫支路上的第一流量调节装置使得部分空气进入质子交换膜燃料电池的腔体。

S204:禁止调节吹扫支路上的第一流量调节装置。

基于上述本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应方法可知，吹扫支路的一端连接在进气装置和所述增湿器之间，吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，第一流量调节装置设置在吹扫支路上，电机控制器，用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节第一流量调节装置，使得通过第一流量调节装置控制部分空气通过吹扫支路进入所述质子交换膜燃料电池的腔体，而空气进入所述质子交换膜燃料电池的腔体导致进入所述燃料电池堆的空气减少，相对应的需要提高空气压缩机的转速，使空气压缩机跳出喘振区域，而跳出喘振区域意味着空气压缩机消除喘振现象，从而解决了空气压缩机出现踹振现象时，使得空压机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。

如图3所示，为本发明实施例提供的另一种质子交换膜燃料电池空气供应方法的流程图，在图2的基础的上还可以包括：

S301:检测空气压缩机的工作状态。

S302:基于空气压缩机的工作状态判断是否出现踹振现象，若是，则执行S303，若否，则执行S304。

S303:调节吹扫支路上的第一流量调节装置使得部分空气进入质子交换膜燃料电池的腔体。

S304:禁止调节吹扫支路上的第一流量调节装置。

S301至S304的执行原理和上述S201至S204的一致，这里不再进行赘述。

S305:基于第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置的差值，确定空气压缩机的转速，将空气压缩机当前的转速调整至所确定的转速。

在具体实现S305的过程中，利用第一质量流量计算装置获取吹扫支路的空气流量，利用第二质量流量计算装置获取进气装置中的空气流量。根据第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置各自获得空气流量的差值，确定空气压缩机的转速，例如预先设置流量与转速的对应关系，通过该对应关系在获知空气流量的差值的情况下，从对应关系中查找到空气压缩机的转速。

例如预先设置的流量与转速的对应关系是一个流量差值与转速的关系曲线，在已知空气流量的差值时可以从关系曲线中查找到空气压缩机的转速。

S306:基于空气压缩机的转速，调整节气门的开度。

需要说明的是，基于空气压缩机的转速，调整节气门的开度的具体实现过程，如图4所示，主要包括：

S401:判断空气压缩机的当前转速是否大于前一转速，若是，则执行S402，若否，则执行S403。

在S401中，空气压缩机的当前转速为当前时刻空气压缩机的转速，前一转速为上一时刻空气压缩机的转速。

S402:增大节气门的开度并维持增大后的开度。

在具体实现S402的过程中，若空气压缩机的当前转速大于前一转速，则增大节气门的开度并维持增大后的开度，以增大经过节气门的废气流量，保证进入质子交换膜燃料电池的腔体的空气量以及维持质子交换膜燃料电池的腔体内的压力平衡。

例如：节气门与空气排气口相连，使得废气通过节气门流至空气排气口排出。在本实施例中，若空气压缩机当前转速大于前一转速，可以增大节气门的开度，开度越大说明节气门的开口越大，流过节气门的废气流量也越多。

S403:减小节气门的开度并维持减小后的开度。

在具体实现S403的过程中，若空气压缩机的当前转速小于前一转速，则减小节气门的开度并维持减小后的开度，以减小经过节气门的废气流量，保证进入质子交换膜燃料电池的腔体的空气量以及维持质子交换膜燃料电池的腔体内的压力平衡。

需要说明的是，若空气压缩机当前转速小于前一转速，可以减小电子节气门的开度，开度越小说明电子节气门的开口越小，流过电子节气门的废气流量也越少。

基于上述本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应方法可知，吹扫支路的一端连接在进气装置和所述增湿器之间，吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上，第一流量调节装置设置在吹扫支路上，电机控制器，用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节第一流量调节装置，使得通过第一流量调节装置控制部分空气通过吹扫支路进入所述质子交换膜燃料电池的腔体，而空气进入所述质子交换膜燃料电池的腔体导致进入所述燃料电池堆的空气减少，相对应的需要提高空气压缩机的转速，使空气压缩机跳出喘振区域，而跳出喘振区域意味着空气压缩机消除喘振现象，从而解决了空气压缩机出现踹振现象时，使得空压机发生损坏，影响空气压缩机的循环使用寿命的问题。

如图5所示，为本发明实施例提供的再一种质子交换膜燃料电池空气供应方法的流程图，在图2的基础上还包括：

S501:检测空气压缩机的工作状态。

S502:基于空气压缩机的工作状态判断是否出现踹振现象，若是，则执行S503，若否，则执行S504。

S503:调节吹扫支路上的第一流量调节装置使得部分空气进入质子交换膜燃料电池的腔体。

S504:禁止调节吹扫支路上的第一流量调节装置。

S501至S504的执行原理和上述S201至S204的一致，这里不再进行赘述。

S505:获取氢气传感器检测到的质子交换膜燃料电池的腔体中的氢气浓度值。

在具体实现S505的过程中，通过氢气传感器实时的获取质子交换膜燃料电池的腔体中的氢气浓度值，保证能实时的监控质子交换膜燃料电池的腔体中的氢气浓度的情况。

S506:基于氢气浓度值，调整吹扫支路上第一流量调节装置的调节量。

需要说明的是，基于氢气浓度值，调整吹扫支路上第一流量调节装置的调节量的具体实现过程，如图6所示，主要包括：

S601:判断氢气传感器检测到的当前氢气浓度值是否大于前一氢气浓度值，若是，则执行S602，若否，则执行S603。

在S601中，当前氢气浓度值指的氢气传感器当前时间段检测的氢气浓度值，而前一氢气浓度值指的是前一时间段氢气传感器检测的氢气浓度值。

S602:增大第一流量调节装置的调节量并维持增大后的调节量，以增大经过第一流量调节装置的空气流量。

在具体实现S602的过程中，若氢气传感器检测到的当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大第一流量调节装置的调节量并维持增大后的调节量，以增大经过第一流量调节装置的空气流量，通过增大第一流量调节装置的空气流量，增强了外部空气对质子交换膜燃料电池的腔体中氢气的吹扫强度，使得产生的氢气快速排出。

例如：第一流量调节装置是调节阀，当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大调节阀的调节量，相反当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小调节阀的调节量。

S603:减小第一流量调节装置的调节量并维持减小后的调节量，以减小经过第一流量调节装置的空气流量。

基于上述本发明实施例公开的一种质子交换膜燃料电池空气供应方法可知，根据氢气浓度值，相应的改变第一流量调节装置的调节量，当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大第一流量调节装置的调节量，增强了外部空气对质子交换膜燃料电池的腔体中氢气的吹扫强度，使得产生的氢气快速排出。

此外本实施例还能够将图3和图5结合，使得质子交换膜燃料电池空气供应方法既能够通过氢气浓度值进行调节，也能够通过第一质量流量计算装置和所述第二质量流量计算装置获取的空气流量的差值进行调节，对此本实施例不再详述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种质子交换膜燃料电池空气供应***，所述***包括：进气装置、电机控制器、增湿器，其特征在于，所述***还包括：第一流量调节装置和吹扫支路；

所述吹扫支路的一端连接在所述进气装置和所述增湿器之间，所述吹扫支路的另一端连接在质子交换膜燃料电池的腔体上；

所述第一流量调节装置设置在所述吹扫支路上；

所述电机控制器，用于当监测到空气压缩机出现喘振现象时，调节所述第一流量调节装置，使得通过所述第一流量调节装置控制部分空气通过所述吹扫支路进入所述质子交换膜燃料电池的腔体。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：氢气浓度传感器，所述氢气浓度传感器与所述质子交换膜燃料电池的腔体连接；

所述氢气浓度传感器，用于检测所述质子交换膜燃料电池中的氢气浓度值；所述电机控制器，还用于根据检测到的氢气浓度值，调整所述第一流量调节装置的调节量。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述电机控制器，具体用于若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大所述第一流量调节装置的调节量并维持增大后的调节量，以增大经过所述第一流量调节装置的空气流量，以及具体用于若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小所述第一流量调节装置的调节量并维持减小后的调节量，以减小经过所述第一流量调节装置的空气流量。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：节气门、第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置，所述节气门连接在所述增湿器与所述质子交换膜燃料电池的空气排气口之间，所述第一质量流量计算装置位于所述吹扫支路上且所述第一质量流量计算装置位于所述第一流量调节装置之后，所述第二质量流量计算装置和所述空气压缩机连接，所述空气压缩机与所述电机控制器进行连接；

所述电机控制器，还用于基于所述第一质量流量计算装置和所述第二质量流量计算装置获取的空气流量的差值，控制所述空气压缩机的转速并基于所述空气压缩机的转速调整所述节气门的开度。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述电机控制器，具体用于若所述空气压缩机的当前转速大于前一转速，则增大所述节气门的开度并维持增大后的开度，以及用于若所述空气压缩机的当前转速小于前一转速，则减小所述节气门的开度并维持减小后的开度。

6.一种质子交换膜燃料电池空气供应方法，其特征在于，所述方法包括：

检测空气压缩机的工作状态；

若检测到所述空气压缩机出现喘振现象，调节吹扫支路上的第一流量调节装置使得部分空气进入质子交换膜燃料电池的腔体；

若检测到所述空气压缩机处于正常工作状态，则禁止调节所述吹扫支路上的所述第一流量调节装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于第一质量流量计算装置和第二质量流量计算装置的差值，确定所述空气压缩机的转速，将所述空气压缩机当前的转速调整至所确定的转速；

基于所述空气压缩机的转速，调整节气门的开度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述空气压缩机的转速，调整节气门的开度，包括：

若所述空气压缩机的当前转速大于前一转速，则增大所述节气门的开度并维持增大后的开度；

若所述空气压缩机的当前转速小于前一转速，则减小所述节气门的开度并维持减小后的开度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取氢气传感器检测到的质子交换膜燃料电池的腔体中的氢气浓度值；

基于所述氢气浓度值，调整所述吹扫支路上所述第一流量调节装置的调节量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述氢气传感器检测到的氢气浓度值，调整所述吹扫支路上所述第一流量调节装置的调节量，包括：

若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值大于前一氢气浓度值，则增大所述第一流量调节装置的调节量并维持增大后的调节量，以增大经过所述第一流量调节装置的空气流量；

若所述氢气传感器检测到的当前氢气浓度值小于前一氢气浓度值，则减小所述第一流量调节装置的调节量并维持减小后的调节量，以减小经过所述第一流量调节装置的空气流量。

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