本發(fā)明屬于燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池的加濕系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃料電池是將燃料氣體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物是水，零排放無污染，噪音低，轉(zhuǎn)化效率高。工作溫度可在低溫環(huán)境下運(yùn)行，是移動(dòng)電源和基站電源和固定電源的首選。燃料電池是由膜電極、雙極板、集電板、端板和緊固件組成。由于聚合物膜燃料電池單片電壓低，在實(shí)際應(yīng)用中，是由多個(gè)電池單元疊加在一起進(jìn)行串聯(lián)起來，形成電堆。燃料電池的核心部件是膜電極，膜電極的心臟是質(zhì)子交換膜，主要起著隔絕氣體和提供質(zhì)子流動(dòng)通道的作用。

質(zhì)子交換膜必須在濕潤的狀態(tài)下才能達(dá)到良好的工作性能。為了使燃料電池達(dá)到最佳性能，延長電堆壽命，在燃料電池系統(tǒng)加入燃料電池增濕器，使進(jìn)入燃料電池電堆的氣體加濕。但是需要注意的是，質(zhì)子膜干燥或過濕都會(huì)降低質(zhì)子交換膜傳遞質(zhì)子的能力，進(jìn)而影響膜電極的性能。質(zhì)子膜干燥不但會(huì)造成質(zhì)子傳輸能力下降，而且會(huì)減少質(zhì)子膜的壽命。為了解決這一問題，目前國內(nèi)外都提出了很多的解決方案，比如公開號(hào)為CN 103069222 A公開的一種燃料電池加濕器，包括：具有第一末端和第二末端的膜外殼；設(shè)置在所述膜外殼的內(nèi)部空間中的一束中空纖維膜，其中所述中空纖維膜的兩個(gè)末端分別被裝入所述膜外殼的所述第一末端和第二末端中；設(shè)置在所述膜外殼的所述內(nèi)部空間中的濕度保持器；安置在所述膜外殼的所述第一末端上的第一覆蓋物，所述第一覆蓋物包括用于引入從排氣管排放的高濕度的非反應(yīng)氣體的入口；以及安置在所述膜外殼的所述第二末端上的第二覆蓋物，所述第二覆蓋物包括用于排放用 來加濕的所述非反應(yīng)氣體的出口。在該對(duì)比文件中，為了增加氣體的濕度，在膜外殼內(nèi)增設(shè)了濕度保持器，但是由于濕度不可調(diào)節(jié)，燃料氣體中濕度過大，會(huì)造成陰極水淹，同樣對(duì)電池電堆的性能有很大的影響。目前，燃料電池的制造廠商已經(jīng)普遍認(rèn)識(shí)到了質(zhì)子膜干燥對(duì)電堆的影響，但對(duì)質(zhì)子膜過濕的影響卻被忽略了，一味的提升反應(yīng)氣體的濕度，不能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制氣體加濕的濕度，嚴(yán)重影響電堆的性能。

另外，傳統(tǒng)的加濕器是燃料氣體和氧化劑氣體加濕器分別各使用一個(gè)加濕器，在一個(gè)燃料電池系統(tǒng)中加入兩個(gè)加濕器，使整個(gè)系統(tǒng)臃腫繁雜不緊湊，也不利于燃料電池系統(tǒng)緊湊化和簡便化的發(fā)展。

如公開號(hào)為CN 103915638 A公開的一種燃料電池用加濕器，該加濕器由若干加濕單元和加濕膜組件疊加而成，其中所述加濕單元由干面板、加濕膜組件、濕面板依此疊加組成，兩個(gè)所述加濕單元之間夾設(shè)一加濕膜組件，所述加濕膜組件和干面板、濕面板上設(shè)有三進(jìn)三出口：燃料進(jìn)口、氧化劑進(jìn)口、冷卻劑進(jìn)口、燃料出口、氧化劑出口、冷卻劑出口，其中干面板和濕面板上還設(shè)有進(jìn)氣支口和出氣支口。在該對(duì)比文件中，當(dāng)加濕器為一個(gè)時(shí)，加濕器僅能對(duì)一個(gè)氣體進(jìn)口的氣體進(jìn)行加濕，如果要對(duì)燃料氣體和氧化劑氣體同時(shí)加濕，必須在電堆的兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)加濕器。

再比如公開號(hào)為CN 104103844 A公開的一種燃料電池加濕器組件，包括：殼體，所述殼體包括第一進(jìn)口、第一出口、和允許第一氣體流經(jīng)所述加濕器的第一氣體流動(dòng)區(qū)，所述殼體還包括第二進(jìn)口、第二出口、和允許第二氣體流經(jīng)所述加濕器的第二氣體流動(dòng)區(qū)，所述第一氣體具有高于所述第二氣體的相對(duì)濕度；以及褶狀隔離物，所述褶狀隔離物將所述第一流動(dòng)區(qū)與所述第二流動(dòng)區(qū)隔離開，使得水從所述第一氣體流動(dòng)到所述第二氣體，由此增加所述第二氣體的相對(duì)濕度。該對(duì)比文件中對(duì)用于加濕燃料電池的材料和方法進(jìn)行了改進(jìn)，但是從該對(duì)比文件的結(jié)構(gòu)可以明顯看出，該對(duì)比文件利用兩種氣體的相對(duì)濕度不同，使水由第一氣體流動(dòng)到所述第二氣體中，因此該加濕器組件同樣不能做到對(duì)燃料電池的燃料氣體和氧化劑氣體同時(shí)加濕，造成系統(tǒng)臃腫和成本上升。

除了以上問題外，現(xiàn)有的燃料電池加濕器加濕度調(diào)節(jié)不夠智能化，不能根據(jù)燃料電池運(yùn)行工況以及電堆輸出電流的大小自行調(diào)節(jié)燃料氣體的濕度。比如公開號(hào)為CN1612396 A公開的一種燃料電池的加濕量調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括濕度檢出部、濕度調(diào)節(jié)部和加濕量控制部，該裝置通過檢測燃料電池氧化劑氣體的濕度值，并與設(shè)定值比較，再通過濕度調(diào)節(jié)部對(duì)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，氣體濕度需要外部調(diào)節(jié)，類似這種加濕系統(tǒng)控制都是基于兩個(gè)加濕器根據(jù)電堆運(yùn)行需求進(jìn)行控制，由于電堆的大功率的輸出，陰極產(chǎn)生的水分較多，質(zhì)子膜內(nèi)的水分也越來越多，使進(jìn)入電堆的水分變少，尤其是陰極氣體的加濕濕度要求越來越低，基于這種運(yùn)行狀態(tài)，傳統(tǒng)的使用兩個(gè)加濕器的燃料電池加濕系統(tǒng)造成浪費(fèi)加濕能力的浪費(fèi)，造成整個(gè)燃料電池系統(tǒng)成本的增加。

由于上述問題的存在限制了燃料電池性能的提升，桎梏了燃料電池的進(jìn)一步發(fā)展，解決上述問題，對(duì)燃料電池推廣和應(yīng)用有著重要的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種緊湊型智能燃料電池加濕系統(tǒng)，根據(jù)燃料電池運(yùn)行工況以及電堆輸出電流的大小，對(duì)燃料電池的燃料氣體和氧化劑氣體的濕度進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，提高燃料電池加濕器加濕效率，確保燃料電池處于最佳工作輸出狀態(tài)；

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述加濕系統(tǒng)的加濕方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述緊湊型智能燃料電池加濕系統(tǒng)，包括電磁換向閥、管道和向燃料電池電堆供應(yīng)加濕氣體的加濕器，所述加濕器包括四個(gè)相互平行并層疊為一體的加濕區(qū)域，每個(gè)加濕區(qū)域由若干組加濕單元組成，每組所述加濕單元內(nèi)均布置有用于干氣體與加濕介質(zhì)流通交換的加濕通道，其中A加濕區(qū)域?yàn)槿剂蠚怏w加濕區(qū)域，B、C加濕區(qū)域?yàn)槿剂蠚怏w氧化劑氣體共用加濕區(qū)域，D加濕區(qū)域?yàn)檠趸瘎怏w加濕區(qū)域；

所述A加濕區(qū)域的進(jìn)口與干燃料氣體進(jìn)口連通，出口通過管道與所述燃料電池電堆的陽極連通，所述D加濕區(qū)域的進(jìn)口與干氧化劑氣體進(jìn)口連通，出口通過管道與所述燃料電池電堆的陰極連通，B、C兩加濕區(qū)域的進(jìn)口分別通過電磁換向閥與干燃料氣體進(jìn)口、干氧化劑氣體進(jìn)口連通，出口通過電磁換向閥與所述燃料電池電堆的陽極、陰極連通。

本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案為，所述加濕單元包括氣液導(dǎo)流分散板，設(shè)置于所述氣液導(dǎo)流分散板兩側(cè)的氣體分隔分散板，以及位于所述氣液導(dǎo)流分散板和兩氣體分隔分散板之間的透水隔氣的透水增濕膜；

所述氣液導(dǎo)流分散板的兩側(cè)均設(shè)置有氣液分散流場，所述氣液分散流場內(nèi)分布有加濕水或加濕氣；所述氣體分隔分散板上設(shè)置有氣體流場，所述氣體流場內(nèi)分布有燃料氣體或氧化劑氣體；所述氣液分散流場和兩側(cè)所述氣體流場之間由所述透水增濕膜隔開。

優(yōu)選地，各加濕區(qū)域內(nèi)加濕單元的氣體流場相互連通形成各加濕區(qū)域內(nèi)的加濕通道，四個(gè)加濕區(qū)域全部加濕單元的氣液分散流場連通形成用于流通加濕介質(zhì)的介質(zhì)通道。

優(yōu)選地，四個(gè)所述加濕區(qū)域?qū)盈B放置，兩端由具有緩沖裝置的端板壓緊，并通過固定件固定。

優(yōu)選地，其中一側(cè)端板上設(shè)置有干燃料氣體進(jìn)口、干氧化劑氣體進(jìn)口和加濕介質(zhì)出口，另一側(cè)端板上設(shè)置有濕燃料氣體出口、濕氧化劑氣體出口和加濕介質(zhì)進(jìn)口；所述加濕介質(zhì)進(jìn)口和加濕介質(zhì)出口之間通過所述介質(zhì)通道連通。

優(yōu)選地，所述氣液分散流場和氣體流場為蛇形流場、直行流場、點(diǎn)狀流場、復(fù)合流場其中任意一種。

優(yōu)選地，所述的氣液導(dǎo)流分散板和氣體分隔分散板，均由金屬或非金屬材料制成。

優(yōu)選地，所述A加濕區(qū)域的進(jìn)口與干燃料氣體進(jìn)口之間以及所述D加濕區(qū)域的進(jìn)口與干氧化劑氣體進(jìn)口連通之間還分別設(shè)置有關(guān)斷閥。

本發(fā)明的緊湊型智能燃料電池加濕系統(tǒng)的加濕方法為，

（1）當(dāng)電堆輸出電流由小到大時(shí)的加濕步驟：

a、當(dāng)電堆輸出電流0≤I≤nA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A加濕區(qū)域，在A加濕區(qū)域的加濕通道內(nèi)加濕，加濕后的燃料氣體直接進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器B、C、D三個(gè)加濕區(qū)域進(jìn)行加濕，加濕后的氧化劑氣體通過電磁換向閥進(jìn)入燃料電池電堆的陰極；

b、當(dāng)電堆輸出電流n＜I≤mA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A、B兩加濕區(qū)域，A加濕區(qū)域直接給燃料氣體加濕，B加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到燃料氣體管路，給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器C、D加濕區(qū)域以及氧化劑氣體旁路，旁路比例閥打開，C、D兩加濕區(qū)域給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體經(jīng)電磁換向閥后和旁路氧化劑氣體匯總進(jìn)入燃料電池電堆的陰極；

c、當(dāng)電堆輸出電流m＜I≤kA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A、B、C三加濕區(qū)域，A、B加濕區(qū)域直接給燃料氣體加濕，C加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到燃料氣體管路，給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器D加濕區(qū)域以及氧化劑氣體旁路，氧化劑氣體旁路比例閥打開， D加濕區(qū)域給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體和旁路氧化劑氣體匯總進(jìn)入燃料電池電堆的陰極；

（2）當(dāng)電堆輸出電流由大到小時(shí)的加濕步驟：

d、當(dāng)電堆輸出電流n＜I≤mA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A、B加濕區(qū)域給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器D加濕區(qū)域以及氧化劑氣體旁路，旁路氧化劑氣體比例閥打開，C加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到氧化劑氣體管路，給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體經(jīng)電磁換向閥和旁路氧化劑氣體混合后進(jìn)入燃料電池電堆的陰極。

e、當(dāng)電堆輸出電流0＜I≤nA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A加濕區(qū)域給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器C、D加濕區(qū)域，旁路氧化劑氣體比例閥打開，B加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到氧化劑氣體管路，給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體經(jīng)電磁換向閥進(jìn)入燃料電池電堆的陰極，旁路氧化劑氣體比例閥關(guān)閉；

其中I為電堆輸出電流，0＜n＜m＜k。

優(yōu)選地，B、C兩加濕區(qū)域的電磁換向閥在切換到燃料氣體管路時(shí)，電磁換向閥先換到排空模式將加濕的燃料氣體先向燃料氣體收集箱中排空數(shù)秒，待B、C兩加濕區(qū)域內(nèi)的氧化劑氣體排完后，濕潤的燃料氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；B、C兩加濕區(qū)域的電磁換向閥在切換到氧化劑氣體管路時(shí)，電磁換向閥先換到排空模式將加濕的氧化劑氣體先向系統(tǒng)外排空數(shù)秒，待B、C兩加濕區(qū)域內(nèi)的氧化劑氣體排完后，濕潤的氧化劑氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陰極。

本發(fā)明的工作原理是：根據(jù)燃料電池啟動(dòng)初期工況設(shè)定相關(guān)參數(shù)，干燥的燃料氣體和氧化劑氣體分別從燃料氣體進(jìn)氣孔和氧化劑氣體進(jìn)氣孔進(jìn)入加濕器，水流從氣流方向的對(duì)方向進(jìn)入加濕器中，透水增濕膜只能透過水，不能透過氣體，水通過擴(kuò)散作用和增濕膜兩側(cè)的水壓差滲透到干燥的氣體側(cè)，從而給氣體進(jìn)行加濕，加濕后的氣體進(jìn)入電堆中。

有益效果：（1）本發(fā)明根據(jù)電流輸出大小和運(yùn)行工況將氣體加濕器分成4個(gè)加濕區(qū)域，根據(jù)電堆輸出的電流來調(diào)節(jié)陰極氣體加濕區(qū)域的面積來調(diào)節(jié)陰極氣體的濕度，將剩余的區(qū)域用于陽極氣體加濕，使加濕器在任何工況下都全部工作，滿足燃料電池濕度需求，提高燃料電池加濕器加濕效率，通過系統(tǒng)控制和加濕分區(qū)設(shè)計(jì)更有效控制氣體加濕的濕度和更智能的提高加濕器使用率，有利于電堆性能的穩(wěn)定與提高，提高燃料電池性能和壽命；同時(shí)一個(gè)加濕器同時(shí)加濕兩種氣體，使燃料電池系統(tǒng)更緊湊，有利于燃料電池系統(tǒng)的緊湊化，簡便化發(fā)展；

（2）本發(fā)明的燃料電池加濕單元由氣液導(dǎo)流分散板、氣體分隔分散板和透水隔氣的透水增濕膜組成，氣液導(dǎo)流分散板的兩側(cè)均分布有氣液分散流場，一組加濕單元可同時(shí)給燃料電池的燃料氣體和氧化劑氣體進(jìn)行加濕，減少燃料電池系統(tǒng)的加濕器數(shù)量，減小燃料電池系統(tǒng)體積，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，降低生產(chǎn)成本；同時(shí)，水在氣液導(dǎo)流分散板的氣液分散流場內(nèi)均勻分布，通過擴(kuò)散作用和增濕膜兩側(cè)的水壓差滲透作用加濕干氣體，可以根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)氣液導(dǎo)流分散板兩側(cè)流場流道的寬度和深度，以及流場的形狀和氣液流量來控制氣體加濕的濕度，避免燃料氣體和氧化劑氣體濕度過大，造成陰極水淹，損壞燃料電池電堆；

（3）本發(fā)明在4個(gè)加濕區(qū)域的兩端設(shè)置具有壓力緩沖的端板，有利于減少由于溫度變化引起的加濕器尺寸和壓力變化所造成的外漏和內(nèi)漏的幾率，同時(shí)內(nèi)部加濕單元的氣體壓降小，成本低，便于為燃料電池批量化做配套，緊固件更能保證加濕器的外形尺寸，更能便于燃料電池系統(tǒng)模塊化集成。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述加濕器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述加濕器的剖面圖；

圖3為本發(fā)明所述加濕單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述加濕器的管路布置圖；

其中1-加濕器、2-端板、3-固定件、11-氣液導(dǎo)流分散板、12-氣體分隔分散板、13-透水增濕膜、1a- A加濕區(qū)域、1b- B加濕區(qū)域、1c- C加濕區(qū)域、1d-D加濕區(qū)域、1e-介質(zhì)通道、20-加濕介質(zhì)出口、21-加濕介質(zhì)進(jìn)口、22-A區(qū)干燃料氣體進(jìn)口、23- B區(qū)公共干氣體進(jìn)口、24- C區(qū)公共干氣體進(jìn)口、25- D區(qū)干氧化劑氣體進(jìn)口、26-A區(qū)濕燃料氣體出口、27- B區(qū)公共濕氣體出口、28- C區(qū)公共濕氣體出口、29- D區(qū)濕氧化劑氣體進(jìn)口。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例：一種緊湊型智能燃料電池加濕系統(tǒng)，包括燃料電池電堆和向燃料電池電堆供應(yīng)加濕氣體的加濕器1。如圖1所示，加濕器1包括四個(gè)相互平行并層疊為一體的加濕區(qū)域A加濕區(qū)域1a、B加濕區(qū)域1b、C加濕區(qū)域1c和D加濕區(qū)域1d，兩端由具有緩沖裝置的端板2壓緊，并通過固定件3固定，其中一側(cè)端板2上設(shè)置有A區(qū)干燃料氣體進(jìn)口22、B區(qū)公共干氣體進(jìn)口23、C區(qū)公共干氣體進(jìn)口24、D區(qū)干氧化劑氣體進(jìn)口25和加濕介質(zhì)出口20，另一側(cè)端板2上設(shè)置有A區(qū)濕燃料氣體出口26、B區(qū)公共濕氣體出口27、C區(qū)公共濕氣體出口28、D區(qū)濕氧化劑氣體進(jìn)口29和加濕介質(zhì)出口21；加濕介質(zhì)進(jìn)口21和加濕介質(zhì)出口20之間通過介質(zhì)通道連通。

每個(gè)加濕區(qū)域由若干組加濕單元組成，加濕單元包括氣液導(dǎo)流分散板11，設(shè)置于氣液導(dǎo)流分散板11兩側(cè)的氣體分隔分散板12，以及位于氣液導(dǎo)流分散板12和兩氣體分隔分散板11之間的透水隔氣的透水增濕膜13；氣液導(dǎo)流分散板11的兩側(cè)均設(shè)置有氣液分散流場，氣液分散流場內(nèi)分布有加濕水或加濕氣；氣體分隔分散板12上設(shè)置有氣體流場，氣體流場內(nèi)分布有燃料氣體或氧化劑氣體；氣液分散流場和兩側(cè)氣體流場之間由透水增濕膜13隔開。氣液分散流場和氣體流場為蛇形流場、直行流場、點(diǎn)狀流場、復(fù)合流場其中任意一種。氣液導(dǎo)流分散板11和氣體分隔分散板12均由金屬或非金屬材料制成。

各加濕區(qū)域內(nèi)加濕單元的氣體流場相互連通形成各加濕區(qū)域內(nèi)的加濕通道，四個(gè)加濕區(qū)域全部加濕單元的氣液分散流場連通形成用于流通加濕介質(zhì)的介質(zhì)通道1e。

四個(gè)加濕區(qū)域中，A加濕區(qū)域1a為燃料氣體加濕區(qū)域，B、C加濕區(qū)域1b、1c為燃料氣體氧化劑氣體共用加濕區(qū)域，D加濕區(qū)域1d為氧化劑氣體加濕區(qū)域；A加濕區(qū)域1a的進(jìn)口通過關(guān)斷閥與A區(qū)干燃料氣體進(jìn)口22連通，出口與A區(qū)濕燃料氣體出口26連通，D加濕區(qū)域1d的進(jìn)口通過關(guān)斷閥與D區(qū)干氧化劑氣體進(jìn)口25連通，出口與D區(qū)濕氧化劑氣體進(jìn)口29連通，B、C兩加濕區(qū)域1b、1c的進(jìn)口分別通過電磁換向閥與B區(qū)公共干氣體進(jìn)口23、C區(qū)公共干氣體進(jìn)口24連通，出口通過電磁換向閥與B區(qū)公共濕氣體出口27、C區(qū)公共濕氣體出口28連通。

加濕器的四個(gè)加濕區(qū)域的加濕方法，包括兩段加濕步驟，

（1）當(dāng)電堆輸出電流由小到大時(shí)的加濕步驟：

a、當(dāng)電堆輸出電流0≤I≤nA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A加濕區(qū)域，在A加濕區(qū)域的加濕通道內(nèi)加濕，加濕后的燃料氣體直接進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器B、C、D三個(gè)加濕區(qū)域進(jìn)行加濕，加濕后的氧化劑氣體通過電磁換向閥進(jìn)入燃料電池電堆的陰極；

b、當(dāng)電堆輸出電流n＜I≤mA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A、B兩加濕區(qū)域，A加濕區(qū)域直接給燃料氣體加濕，B加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到燃料氣體管路，給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器C、D加濕區(qū)域以及氧化劑氣體旁路，旁路比例閥打開，C、D兩加濕區(qū)域給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體經(jīng)電磁換向閥后和旁路氧化劑氣體匯總進(jìn)入燃料電池電堆的陰極；

c、當(dāng)電堆輸出電流m＜I≤kA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A、B、C三加濕區(qū)域，A、B加濕區(qū)域直接給燃料氣體加濕，C加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到燃料氣體管路，給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器D加濕區(qū)域以及氧化劑氣體旁路，氧化劑氣體旁路比例閥打開， D加濕區(qū)域給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體和旁路氧化劑氣體匯總進(jìn)入燃料電池電堆的陰極；

（2）當(dāng)電堆輸出電流由大到小時(shí)的加濕步驟：

d、當(dāng)電堆輸出電流n＜I≤mA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A、B加濕區(qū)域給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器D加濕區(qū)域以及氧化劑氣體旁路，旁路氧化劑氣體比例閥打開，C加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到氧化劑氣體管路，給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體經(jīng)電磁換向閥和旁路氧化劑氣體混合后進(jìn)入燃料電池電堆的陰極。

e、當(dāng)電堆輸出電流0＜I≤nA時(shí)，干燥燃料氣體經(jīng)過關(guān)斷閥進(jìn)入加濕器A加濕區(qū)域給燃料氣體加濕，濕潤的燃料氣體進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；氧化劑氣體通過關(guān)斷閥直接進(jìn)入加濕器C、D加濕區(qū)域，旁路氧化劑氣體比例閥打開，B加濕區(qū)域通過電磁換向閥切換到氧化劑氣體管路，給氧化劑氣體加濕，加濕后的氧化劑氣體經(jīng)電磁換向閥進(jìn)入燃料電池電堆的陰極，旁路氧化劑氣體比例閥關(guān)閉；

其中I為電堆輸出電流，0＜n＜m＜k，B、C兩加濕區(qū)域的電磁換向閥在切換到燃料氣體管路時(shí)，電磁換向閥先換到排空模式將加濕的燃料氣體先向燃料氣體收集箱中排空數(shù)秒，待B、C兩加濕區(qū)域內(nèi)的氧化劑氣體排完后，濕潤的燃料氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陽極；B、C兩加濕區(qū)域的電磁換向閥在切換到氧化劑氣體管路時(shí)，電磁換向閥先換到排空模式將加濕的氧化劑氣體先向系統(tǒng)外排空數(shù)秒，待B、C兩加濕區(qū)域內(nèi)的氧化劑氣體排完后，濕潤的氧化劑氣體再進(jìn)入燃料電池電堆的陰極。

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。