CN111326767B - 一种加热中冷加湿一体装置及燃料电池系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加热中冷加湿一体装置及燃料电池系统和控制方法，包括壳体，设置第一冷却液入口、第一冷却液出口、第一空气流入口和第一空气流出口；增湿模块，安装在壳体里，对流经的空气进行加湿；加热模块，安装在壳体里，对流经的冷却液进行加热；热交换模块，热交换模块在流经的空气和冷却液之间进行热交换，空气经过第一空气流入口进入，经过热交换模块进行热量交换后再进入增湿模块加湿，然后从第一空气流出口排出形成第一空气流道，冷却液经过第一冷却液入口进入，经过加热模块再进入热交换模块进行热量交换后从第一冷却液出口排出，该结构集加热、冷却、加湿三大功能于一体的装置，减少零部件、减小燃料电池系统的体积、降低成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种加热中冷加湿一体装置及燃料电池系统和控制方法。
背景技术：
燃料电池系统是通过氢气和氧气的催化氧化反应，将化学能转换为电能，并且生成无任何污染的水。在燃料电池内运行热损耗很小，这使得燃料电池的效率是内燃机效率的两倍。燃料电池具有清洁高效、对环境友好、能量效率高、可靠性高等优点，是目前新能源汽车发展的一种理想动力来源之一，因此燃料电池汽车在新能源汽车应用领域具有广阔前景,全球各国都投入了大量的资金和人力进行研发。
燃料电池内部最佳的运行温度大约是70-80℃左右，在低温状态下运行效率是十分低下的。但是车辆的运行工况要求是复杂多变的，在-40℃的低温环境中必须正常启动运行。燃料电池系统做为车用动力系统也必须满足车辆运行工况的要求，必须实现在低温环境中正常启动和运行。目前低温启动是影响燃料电池汽车商业化的主要原因之一。
如何解决在低温环境下迅速将燃料电池内部温度提高，达到燃料电池系统启动需求的温度，是目前燃料电池低温启动和运行的关键性问题之一。燃料电池中三大管路系统分别为空气进气系统、冷却系统、供氢系统。空气进气系统是将空气送入燃料电池的电堆中，空气中的氧气与氢气参加反应。冷却系统是通过系统中循环的冷却液将正常运行的燃料电池内部电堆中产生的热量带出并散热器散发出去。所以在低温环境下，送入燃料电池系统中的空气和冷却液必须同时迅速被加热，才能迅速提高燃料电池内部的温度，保证燃料电池正常启动和运行。
发明内容：
本发明的一个目的是提供一种加热中冷加湿一体装置，该装置集加热、冷却、加湿三大功能于一体的装置，减少零部件、减小系统的体积、降低成本。
本发明的另一目的是提供一种燃料电池系统，解决目前燃料电池系统处于低温环境下时，需要对燃料电池进行很长时间的加热，才能实现车辆的启动和正常运行，很难达到快速加热快速启动的目标，并且目前燃料电池三大管路系统中的零部件种类繁多而零散，结构模块化集成度低，导致整个燃料电池系统体积大，占用空间的技术问题。
本发明的另一个目的是提供一种燃料电池系统的控制方法，它解决燃料电池系统对加热中冷加湿一体装置的加热功能和/或输出功率的精准控制和可靠性的技术问题。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
本发明的目的是提供一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：它包括：
一壳体，设置第一冷却液入口、第一冷却液出口、第一空气流入口和第一空气流出口；
一增湿模块，安装在壳体里，对流经的空气进行加湿；
一加热模块，安装在壳体里，对流经的冷却液进行加热；
一热交换模块，安装在壳体里面，热交换模块在流经的空气和冷却液之间进行热交换；
其中空气经过第一空气流入口进入，经过热交换模块进行热量交换后再进入增湿模块加湿，然后从第一空气流出口排出形成第一空气流道；
冷却液经过第一冷却液入口进入，经过加热模块再进入热交换模块进行热量交换后从第一冷却液出口排出。
上述所述的壳体上还包括第二空气流入口和第二空气流出口，空气从第二空气流入口进入经过增湿模块从第二空气流出口排出，形成第二空气流道。
加热模块包括：
一盒体，盒体内设有空腔，在盒体上设置第一冷却液入口与空腔连通，冷却液从第一冷却液入口流入空腔；
一加热组件，安装在盒体上且伸入到空腔里，用于产生热量并与空腔里面的冷却液接触来对冷却液加热；
一控制板，用于控制加热组件加热。
上述所述的盒体的顶面上设有安装口，安装口与空腔是连通的，加热组件安装在安装口上且伸入到空腔里，控制板安装在加热组件的顶部上。
上述所述的加热组件包括加热元件和热传导组件，加热元件安装在热传导组件上，热传导组件包括基板，基板的底面上设有若干条热传导棒，若干条热传导棒伸进盒体的空腔里，热传导棒上设置安装通孔，安装通孔的顶部贯穿基板，加热元件包括安装板，安装板的底面上设有与若干条热传导棒对应的若干加热片，加热片伸入至安装通孔里，加热片产生的热量传递到热传导棒上。
上述所述的基板上安装有盖板，盖板将控制板和加热元件封盖，热传导棒为菱形，热传导棒尖端对着第一冷却液入口。
上述所述的盒体上安装有第一温度传感器，盒体上设有安装孔，第一温度传感器安装在安装孔上并伸入到盒体的空腔内，第一温度传感器将检测的温度信号传递到控制板。
上述所述的壳体分为上壳体和下壳体，热交换模块安装在上壳体内，增湿模块安装在下壳体内，加热模块的盒体安装在上壳体上，第一空气流入口和第一冷却液出口设置在上壳体上，第一空气流出口、第二空气流入口和第二空气流出口设置在下壳体上。
上述所述的热交换模块包括若干散热波纹板和若干扁管，若干扁管与第一冷却液入口和第一冷却液出口是连通的，相邻的两个扁管之间安装有波纹散热板，波纹散热板与扁管之间形成若干空气流道，空气流道的两端分别与第一空气流入口和第一空气流出口连通。
一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆模块、燃料电池系统控制器、冷却系统、空气进气系统、供氢系统和加热中冷加湿一体装置，空气进气系统包括空气滤清器、空气流量计和空压机，其特征在于：所述加热中冷加湿一体装置为上述所述的加热中冷加湿一体装置，空气经过空气滤清器和空气流量计后进入空压机，空压机控制器控制空压机将进入的空气压缩后从加热中冷加湿一体装置的第一空气流入口进入经过热交换模块使空气和冷却液之间进行热交换后，再进入增湿模块对流经的空气进行加湿从第一空气流出口排出后，再输入到燃料电池电堆模块，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口和第一冷却液出口分别与燃料电池电堆模块的第二冷却液出口和第二冷却液入口间接或直接连接。
上述所述的燃料电池电堆模块的第二冷却液入口处安装有第二温度传感器，第二温度传感器检测第二冷却液入口处的冷却液温度信号然后发送到燃料电池系统控制器，冷却系统包括第一支路和第二支路，其中：
第一支路上包括水泵、加热中冷加湿一体装置，燃料电池电堆模块的第二冷却液出口与水泵进水口相连，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口与水泵出水口相连，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液出口与燃料电池电堆模块的第二冷却液入口相连，第一支路的冷却液从燃料电池电堆模块的第一冷却液出口流出，进入水泵,经过水泵的加压后进入加热冷却加湿一体装置后从第一冷却液出口排出，再从第二冷却液入口回流到燃料电池电堆模块中。
第二支路上包括水泵、散热风扇、管道过滤器和电磁阀，燃料电池电堆模块的第二冷却液出口与水泵进水口相连，水泵出水口通过散热风扇、管道过滤器、电磁阀与燃料电池电堆模块的第二冷却液入口连通，第二支路的冷却燃料电池电堆模块的第二冷却液出口流出，进入水泵,经过水泵的加压后进入散热风扇，再经过管道过滤器和电磁阀后，再从第二冷却液入口回流到燃料电池电堆模块中。
一种燃料电池系统的控制方法，包括燃料电池系统，其特征在于：燃料电池系统是上述所述的燃料电池系统，燃料电池系统控制器中设有第一设定温度T1和第二设定温度T2，所述冷却系统的控制方法包括如下步骤：
步骤一：开机启动自检，第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口处的实时温度T是否小于第一设定温度T1,如果是，则进入步骤二，如果否，则跳过步骤二直接进入步骤三；
步骤二：开启加热模式，关闭冷却系统的第二支路，启动加热中冷加湿一体装置的加热功能，对冷却液进行加热；
步骤三：第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口的实时温度T是否大于第一设定温度T1且小于第二设定温度T2,如果是，则进入步骤四，如果否，则跳过步骤四直接进入步骤五；
步骤四：燃料电池系统控制器根据实时温度T的升高梯度变化，逐渐打开电磁阀，导通第二支路；
步骤五：第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口实时温度T是否大于第二温度设定值T2，如果是，则进入步骤六，如果否，则返回步骤三；
步骤六：燃料电池系统控制器完全打开电磁阀，开启散热风扇的散热功能，关闭加热中冷加湿一体装置的加热功能，停止对冷却液进行加热；
步骤七：终止加热模式，进入燃料电池系统正常工作模式。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明包括一壳体，设置第一冷却液入口、第一冷却液出口、第一空气流入口和第一空气流出口，一增湿模块，安装在壳体里，对流经的空气进行加湿，一加热模块，安装在壳体里，对流经的冷却液进行加热，一热交换模块，安装在壳体里面，热交换模块在流经的空气和冷却液之间进行热交换，其中空气经过第一空气流入口进入，经过热交换模块进行热量交换后再进入增湿模块加湿，然后从第一空气流出口排出形成第一空气流道，冷却液经过第一冷却液入口进入，经过加热模块再进入热交换模块进行热量交换后从第一冷却液出口排出，该结构集加热、冷却、加湿三大功能于一体的装置，减少零部件、减小燃料电池系统的体积、降低成本。
2)本发明包括燃料电池电堆模块、燃料电池系统控制器、冷却系统、空气进气系统、供氢系统和加热中冷加湿一体装置，空气进气系统包括空气滤清器、空气流量计和空压机，其特征在于：所述加热中冷加湿一体装置为上述所述的加热中冷加湿一体装置，空气经过空气滤清器和空气流量计后进入空压机，空压机控制器控制空压机将进入的空气压缩后从加热中冷加湿一体装置的第一空气流入口进入经过热交换模块使空气和冷却液之间进行热交换后，再进入增湿模块对流经的空气进行加湿从第一空气流出口排出后，再输入到燃料电池电堆模块，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口和第一冷却液出口分别与燃料电池电堆模块的第二冷却液出口和第二冷却液入口间接或直接连接，在低温状态下，能够迅速提高冷却系统冷却液和空气进气系统中的空气温度，将燃料电池系统内部加热到理想的温度，实现燃料电池系统快速的启动，并满足燃料电池系统正常运行的要求，提高整个系统的效率，节约能源，且采用加热中冷加湿一体装置，集加热、冷却、加湿三大功能于一体的装置，减少零部件、减小燃料电池系统的体积、降低成本。
3)本发明的燃料电池系统的控制方法，控制简单，容易实现，实现成本低，保证燃料电池系统在最佳的温度范围内正常运行，节省能源，满足客观需求。
4)本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是本发明实施例一的立体图；
图2是本发明实施例一的分解图；
图3是本发明实施例一的局部结构分解图；
图4是本发明实施例一的另一角度局部结构分解图；
图5是本发明实施例一中加热模块的结构示意图；
图6是本发明实施例一中加热模块的正视图；
图7是图6中A-A的剖视图；
图8是本发明实施例一的中冷模块的结构示意图；
图9是本发明实施例一的中冷模块的局部结构示意图；
图10是本发明实施例一的原理示意图；
图11是本发明实施例二的原理图；
图12是本发明实施例二的另一原理示意图；
图13是本发明实施例三的原理图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1至图10所示，本实施例提供的是一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：它包括：
一壳体1，设置第一冷却液入口11、第一冷却液出口12、第一空气流入口13和第一空气流出口14；
一增湿模块2，安装在壳体1里，对流经的空气进行加湿；
一加热模块3，安装在壳体1里，对流经的冷却液进行加热；
一热交换模块4，安装在壳体1里面，热交换模块4在流经的空气和冷却液之间进行热交换；
其中空气经过第一空气流入口13进入，经过热交换模块4进行热量交换后再进入增湿模块2加湿，然后从第一空气流出口14排出形成第一空气流道15；
冷却液经过第一冷却液入口11进入，经过加热模块3再进入热交换模块4进行热量交换后从第一冷却液出口12排出，该结构集加热、冷却、加湿三大功能于一体的装置，减少零部件、减小燃料电池系统的体积、降低成本。
该结构使用在燃料电池系统中的工作原理：
在低温环境中，燃料电池系统控制器控制加热中冷加湿一体装置的加热模块3开启加热模式，对冷却液进行加热，在加热模块3中的冷却液加热后进入到壳体1内的热交换模块4中进行热交换，低温空气从壳体1的第一空气流入口13进入经过热交换模块4时带走大量的热量，使空气达到一定温度后，再进入增湿模块2内增湿，再从第一空气流出口14排出流入至燃料电池电堆模块中，实现在低温环境工作状态下燃料电池系统内部温度迅速提高，实现加热和增湿效果。
在高温环境中，燃料电池系统控制器控制加热中冷加湿一体装置的加热模块3关闭加热模式，开启散热模式，加热模块3对冷却液停止加热，冷却液进入壳体1内的热交换模块4中进行热交换，高温空气从壳体1的第一空气流入口13进入经过热交换模块4，高温空气从空气流道经过时将热量传递到从热交换模块4流经的冷却液，使空气温度下降，下降温度后的空气再进入增湿模块2内增湿，再从第一空气流出口14排出流入至燃料电池电堆模块中，实现在高温环境工作状态下燃料电池内部达到最佳运行温度，实现降温和增湿效果。
壳体1上还包括第二空气流入口16和第二空气流出口17，空气从第二空气流入口16进入经过增湿模块2从第二空气流出口17排出，形成第二空气流道18，结构布置合理，提高了接口的灵活变换性。
加热模块3包括：
一盒体31，盒体31内设有空腔310，在盒体31上设置第一冷却液入口11与空腔310连通，冷却液从第一冷却液入口11流入空腔310；
一加热组件30，安装在盒体31上且伸入到空腔310里，用于产生热量并与空腔310里面的冷却液接触来对冷却液加热，便于加热流经加热模块的冷却液；
一控制板33，用于控制加热组件30加热，可以精准控制加热模块内的冷却液温度。
盒体31的顶面上设有安装口311，安装口311与空腔310是连通的，加热组件30安装在安装口311上且伸入到空腔310里，控制板33安装在加热组件30的顶部上，安装结构简单。
加热组件30包括加热元件34和热传导组件35，加热元件34安装在热传导组件35上，热传导组件35包括基板351，基板351的底面上设有若干条热传导棒352，若干条热传导棒352伸进盒体31的空腔310里，热传导棒352上设置安装通孔353，安装通孔353的顶部贯穿基板351，加热元件34包括安装板341，安装板341的底面上设有与若干条热传导棒352对应的若干加热片342，加热片342伸入至安装通孔353里，加热片342产生的热量传递到热传导棒352上，。
基板351上安装有盖板32，盖板32将控制板33和加热元件34封盖，热传导棒352为菱形，热传导棒尖端对着第一冷却液入口11，减小阻力，保证空腔310内流场稳定和热交换充分。
盒体31上安装有第一温度传感器37，盒体31上设有安装孔313，第一温度传感器37安装在安装孔313上并伸入到盒体31的空腔310内，第一温度传感器37将检测的温度信号传递到控制板33，便于第一温度传感器37检测空腔310内的冷却液温度。
壳体1分为上壳体111和下壳体112，热交换模块4安装在上壳体111内，增湿模块2安装在下壳体112内，加热模块3的盒体31安装在上壳体111上，第一空气流入口13和第一冷却液出口12设置在上壳体111上，第一空气流出口14、第二空气流入口16和第二空气流出口17设置在下壳体112上，结构简单，布置合理。
热交换模块4包括若干散热波纹板41和若干扁管42，若干扁管与第一冷却液入口11和第一冷却液出口12是连通的，相邻的两个扁管42之间安装有波纹散热板41，波纹散热板41与扁管42之间形成若干空气流道43，空气流道43的两端分别与第一空气流入口13和第一空气流出口14连通，结构布置合理，加热/冷却效果好。
实施例二：
如图11和图12所示，一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆模块、燃料电池系统控制器、冷却系统、空气进气系统、供氢系统和加热中冷加湿一体装置，空气进气系统包括空气滤清器、空气流量计和空压机，其特征在于：所述加热中冷加湿一体装置为实施例一所述的加热中冷加湿一体装置，空气经过空气滤清器和空气流量计后进入空压机，空压机控制器控制空压机将进入的空气压缩后从加热中冷加湿一体装置的第一空气流入口13进入经过热交换模块4使空气和冷却液之间进行热交换后，再进入增湿模块2对流经的空气进行加湿从第一空气流出口14排出后，再输入到燃料电池电堆模块，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口11和第一冷却液出口12分别与燃料电池电堆模块的第二冷却液出口和第二冷却液入口间接或直接连接。
燃料电池电堆模块的第二冷却液入口处安装有第二温度传感器，第二温度传感器检测第二冷却液入口处的冷却液温度信号然后发送到燃料电池系统控制器，冷却系统包括第一支路和第二支路，其中：
第一支路上包括水泵、加热中冷加湿一体装置，燃料电池电堆模块的第二冷却液出口与水泵进水口相连，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口11与水泵出水口相连，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液出口12与燃料电池电堆模块的第二冷却液入口相连，第一支路的冷却液从燃料电池电堆模块的第一冷却液出口流出，进入水泵,经过水泵的加压后进入加热冷却加湿一体装置后从第一冷却液出口12排出，再从第二冷却液入口回流到燃料电池电堆模块中。
第二支路上包括水泵、散热风扇、管道过滤器和电磁阀，燃料电池电堆模块的第二冷却液出口与水泵进水口相连，水泵出水口通过散热风扇、管道过滤器、电磁阀与燃料电池电堆模块的第二冷却液入口连通，第二支路的冷却燃料电池电堆模块的第二冷却液出口流出，进入水泵,经过水泵的加压后进入散热风扇，再经过管道过滤器和电磁阀后，再从第二冷却液入口回流到燃料电池电堆模块中。
实施例三：
如图13所示，一种燃料电池系统的控制方法，包括燃料电池系统，其特征在于：燃料电池系统是上述实施例二所述的燃料电池系统，燃料电池系统控制器中设有第一设定温度T1和第二设定温度T2，所述冷却系统的控制方法包括如下步骤：
步骤一：开机启动自检，第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口处的实时温度T是否小于第一设定温度T1,如果是，则进入步骤二，如果否，则跳过步骤二直接进入步骤三；
步骤二：开启加热模式，关闭冷却系统的第二支路，启动加热中冷加湿一体装置的加热功能，对冷却液进行加热；
步骤三：第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口的实时温度T是否大于第一设定温度T1且小于第二设定温度T2,如果是，则进入步骤四，如果否，则跳过步骤四直接进入步骤五；
步骤四：燃料电池系统控制器根据实时温度T的升高梯度变化，逐渐打开电磁阀，导通第二支路；
步骤五：第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口实时温度T是否大于第二温度设定值T2，如果是，则进入步骤六，如果否，则返回步骤三；
步骤六：燃料电池系统控制器完全打开电磁阀，开启散热风扇的散热功能，关闭加热中冷加湿一体装置的加热功能，停止对冷却液进行加热；
步骤七：终止加热模式，进入燃料电池系统正常工作模式。
所述第一设定温度值T1是设定的燃料电池模组最低启动及运行温度，第二设定温度值T2是设定的燃料电池模组最佳运行温度。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：它包括：
一壳体(1)，设置第一冷却液入口(11)、第一冷却液出口(12)、第一空气流入口(13)和第一空气流出口(14)；
一增湿模块(2)，安装在壳体(1)里，对流经的空气进行加湿；
一加热模块(3)，安装在壳体(1)里，对流经的冷却液进行加热；
一热交换模块(4)，安装在壳体(1)里面，热交换模块(4)在流经的空气和冷却液之间进行热交换；
其中空气经过第一空气流入口(13)进入，经过热交换模块(4)进行热量交换后再进入增湿模块(2)加湿，然后从第一空气流出口(14)排出形成第一空气流道(15)；
冷却液经过第一冷却液入口(11)进入，经过加热模块(3)再进入热交换模块(4)进行热量交换后从第一冷却液出口(12)排出；
加热模块(3)包括：一盒体(31)，盒体(31)内设有空腔(310)，在盒体(31)上设置第一冷却液入口(11)与空腔(310)连通，冷却液从第一冷却液入口(11)流入空腔(310)；一加热组件(30)，安装在盒体(31)上且伸入到空腔(310)里，用于产生热量并与空腔(310)里面的冷却液接触来对冷却液加热；一控制板(33)，用于控制加热组件(30)加热；
加热组件(30)包括加热元件(34)和热传导组件(35)，加热元件(34)安装在热传导组件(35)上，热传导组件(35)包括基板(351)，基板(351)的底面上设有若干条热传导棒(352)，若干条热传导棒(352)伸进盒体(31)的空腔(310)里，热传导棒(352)上设置安装通孔(353)，安装通孔(353)的顶部贯穿基板(351)，加热元件(34)包括安装板(341)，安装板(341)的底面上设有与若干条热传导棒(352)对应的若干加热片(342)，加热片(342)伸入至安装通孔(353)里，加热片(342)产生的热量传递到热传导棒(352)上。
2.根据权利要求1所述的一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：壳体(1)上还包括第二空气流入口(16)和第二空气流出口(17)，空气从第二空气流入口(16)进入经过增湿模块(2)从第二空气流出口(17)排出，形成第二空气流道(18)。
3.根据权利要求2所述的一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：盒体(31)的顶面上设有安装口(311)，安装口(311)与空腔(310)是连通的，加热组件(30)安装在安装口(311)上且伸入到空腔(310)里，控制板(33)安装在加热组件(30)的顶部上。
4.根据权利要求3所述的一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：基板(351)上安装有盖板(32)，盖板(32)将控制板(33)和加热元件(34)封盖，热传导棒(352)为菱形，热传导棒尖端对着第一冷却液入口(11)。
5.根据权利要求4所述的一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：盒体(31)上安装有第一温度传感器(37)，盒体(31)上设有安装孔(313)，第一温度传感器(37)安装在安装孔(313)上并伸入到盒体(31)的空腔(310)内，第一温度传感器(37)将检测的温度信号传递到控制板(33)。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：壳体(1)分为上壳体(111)和下壳体(112)，热交换模块(4)安装在上壳体(111)内，增湿模块(2)安装在下壳体(112)内，加热模块(3)的盒体(31)安装在上壳体(111)上，第一空气流入口(13)和第一冷却液出口(12)设置在上壳体(111)上，第一空气流出口(14)、第二空气流入口(16)和第二空气流出口(17)设置在下壳体(112)上。
7.根据权利要求6所述的一种加热中冷加湿一体装置，其特征在于：热交换模块(4)包括若干散热波纹板(41)和若干扁管(42)，若干扁管与第一冷却液入口(11)和第一冷却液出口(12)是连通的，相邻的两个扁管(42)之间安装有波纹散热板(41)，波纹散热板(41)与扁管(42)之间形成若干空气流道(43)，空气流道(43)的两端分别与第一空气流入口(13)和第一空气流出口(14)连通。
8.一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆模块、燃料电池系统控制器、冷却系统、空气进气系统、供氢系统和加热中冷加湿一体装置，空气进气系统包括空气滤清器、空气流量计和空压机，其特征在于：所述加热中冷加湿一体装置为权利要求1至7中任意一项所述的加热中冷加湿一体装置，空气经过空气滤清器和空气流量计后进入空压机，空压机控制器控制空压机将进入的空气压缩后从加热中冷加湿一体装置的第一空气流入口(13)进入经过热交换模块(4)使空气和冷却液之间进行热交换后，再进入增湿模块(2)对流经的空气进行加湿从第一空气流出口(14)排出后，再输入到燃料电池电堆模块，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口(11)和第一冷却液出口(12)分别与燃料电池电堆模块的第二冷却液出口和第二冷却液入口间接或直接连接。
9.根据权利要求8所述的一种燃料电池系统，其特征在于：燃料电池电堆模块的第二冷却液入口处安装有第二温度传感器，第二温度传感器检测第二冷却液入口处的冷却液温度信号然后发送到燃料电池系统控制器，冷却系统包括第一支路和第二支路，其中：
第一支路上包括水泵、加热中冷加湿一体装置，燃料电池电堆模块的第二冷却液出口与水泵进水口相连，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液入口(11)与水泵出水口相连，加热中冷加湿一体装置的第一冷却液出口(12)与燃料电池电堆模块的第二冷却液入口相连，第一支路的冷却液从燃料电池电堆模块的第一冷却液出口流出进入水泵,经过水泵的加压后进入加热冷却加湿一体装置后从第一冷却液出口(12)排出，再从第二冷却液入口回流到燃料电池电堆模块中；
第二支路上包括水泵、散热风扇、管道过滤器和电磁阀，燃料电池电堆模块的第二冷却液出口与水泵进水口相连，水泵出水口通过散热风扇、管道过滤器、电磁阀与燃料电池电堆模块的第二冷却液入口连通，第二支路的冷却燃料电池电堆模块的第二冷却液出口流出进入水泵,经过水泵的加压后进入散热风扇，再经过管道过滤器和电磁阀后，再从第二冷却液入口回流到燃料电池电堆模块中。
10.一种燃料电池系统的控制方法，包括燃料电池系统，其特征在于：燃料电池系统是上述权利要求9所述的燃料电池系统，燃料电池系统控制器中设有第一设定温度T1和第二设定温度T2，所述冷却系统的控制方法包括如下步骤：
步骤一：开机启动自检，第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口处的实时温度T是否小于第一设定温度T1,如果是，则进入步骤二，如果否，则跳过步骤二直接进入步骤三；
步骤二：开启加热模式，关闭冷却系统的第二支路，启动加热中冷加湿一体装置的加热功能，对冷却液进行加热；
步骤三：第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口的实时温度T是否大于第一设定温度T1且小于第二设定温度T2,如果是，则进入步骤四，如果否，则跳过步骤四直接进入步骤五；
步骤四：燃料电池系统控制器根据实时温度T的升高梯度变化，逐渐打开电磁阀，导通第二支路；
步骤五：第二温度传感器检测燃料电池电堆模块的第二冷却液入口实时温度T是否大于第二温度设定值T2，如果是，则进入步骤六，如果否，则返回步骤三；
步骤六：燃料电池系统控制器完全打开电磁阀，开启散热风扇的散热功能，关闭加热中冷加湿一体装置的加热功能，停止对冷却液进行加热；
步骤七：终止加热模式，进入燃料电池系统正常工作模式。
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