CN113471481A - 燃料电池测试设备的进气控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池测试设备的进气控制装置，该控制装置包括：PID控制单元、湿气支路、干气支路和第一管路；湿气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第一质量流量计、加湿系统和换热系统；干气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第二质量流量计和第一换热器；第一管路的外侧缠绕有加热带；湿气支路的出口端与干气支路的出口端均与第一管路的入口端相连接，第一管路的出口端连接燃料电池的反应极。应用该控制装置，通过PID控制单元控制进入湿气支路和干气支路的反应气体的进气比例和温度，经过混合后，由第一管路输出到待测试的燃料电池，确保燃料电池电堆测试顺利进行。

Description

燃料电池测试设备的进气控制装置

技术领域

本发明涉及燃料电池测试领域，特别涉及一种燃料电池测试设备的进气控制装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，燃料电池因其再生性、清洁性被行业视为极有潜力的清洁能源技术，近年来获得国内外普遍重视。

为了保证燃料电池能够正常工作，需要定期对燃料电池进行测试。燃料电池测试时需要向进行燃料电池测试的测试设备内部通入一定温度和湿度的气体，待其正常运行后再测试各种参数，但是燃料电池测试过程中对气体湿度的要求较高，而气体的湿度控制比较困难，在测试时如何控制进气的湿度成为需要解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃料电池测试设备的进气控制装置，技术方案如下所述：

一种燃料电池测试设备的进气控制装置，包括：

PID控制单元、湿气支路、干气支路和第一管路；

其中，所述湿气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第一质量流量计、加湿系统和换热系统；

所述干气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第二质量流量计和第一换热器；

所述湿气支路的出口端与所述干气支路的出口端均与所述第一管路的入口端相连接，所述第一管路的出口端连接燃料电池的反应极；

所述PID控制单元分别与所述第一质量流量计、所述加湿系统、所述换热系统、所述第二质量流量计以及所述第一换热器通信连接；

当所述PID控制单元接收到燃料电池进气信号时，获取所述燃料电池进气信号中包含的已设定的进气湿度值和进气温度值；

所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述加湿系统、所述换热系统以及所述第一换热器进行温度调节，将所述加湿系统、所述换热系统以及所述第一换热器的温度调节并保持在所述进气温度值；

所述PID控制单元依据所述进气湿度值，计算所述湿气支路与所述干气支路的进气比例，并依据所述进气比例确定所述第一质量流量计与所述第二质量流量计的开合度，并控制所述第一质量流量计与所述第二质量流量计启动至其各自已确定的开合度，以向所述湿气支路以及所述干气支路充入相应流量的反应气体；

所述加湿系统用于对充入所述湿气支路的反应气体进行加湿，并将经过加湿的反应气体的温度调节至所述进气温度值；

所述湿气支路输出的反应气体与所述干气支路输出的反应气体进行混合后得到湿度值为所述进气湿度值的反应气体；

所述第一管路的出口端输出的反应气体的温度为所述进气温度值，所述第一管路的出口端输出的反应气体的湿度为所述进气湿度值。

上述的控制装置，可选的，所述加湿系统包括：

第一水泵、第二换热器、加热罐和加湿罐；

所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述加湿系统进行温度调节的过程中，外部去离子水进入所述加湿罐中，并在所述第一水泵的作用下依次通过所述第二换热器及所述加热罐进行温度调节，将所述外部去离子水的温度调节至所述进气温度值；

所述加热罐将经过温度调节的所述外部去离子水输送至所述加湿罐中对所述加湿罐中内部进行喷淋；

所述湿气支路中的反应气体进入所述加湿罐中经过喷淋后加湿至100％气体，所述反应气体的温度调节至所述进气温度值；

所述湿气支路中的反应气体在所述加湿罐中经过喷淋后，进入所述换热系统。

上述的控制装置，可选的，所述换热系统包括：

第二水泵、第三换热器、加热器和储液罐；

所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述换热系统进行温度调节的过程中，所述储液罐中的去离子水在所述第二水泵的作用下进行循环流动，依次经过所述加热器和所述第三换热器进行温度调节后，并返回所述储液罐中，将所述储液罐中的去离子水的温度调节至所述进气温度值，以使所述换热系统的温度在所述去离子水的温度的作用下调节至所述进气温度值；

经过所述加湿系统的反应气体在进入所述换热系统后，在所述换热系统的作用下其温度维持在所述进气温度值。

上述的控制装置，可选的，所述加湿系统还包括：

第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；

所述第一温度传感器设置于所述加热罐的出口处，用于将通过所述加热罐的外部去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元；

所述第二温度传感器设置于所述第二换热器的出口处，用于将通过所述第二换热器的外部去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元；

所述第三温度传感器设置于所述加湿罐的出口处，用于将所述加湿罐输出的反应气体的温度实时反馈至所述PID控制单元。

上述的控制装置，可选的，所述加湿系统还包括：

第一继电器和第一冷水比例阀；

所述第一继电器设置于所述加热罐中；

所述第一冷水比例阀设置于所述第二换热器中；

当所述加湿系统的温度低于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第一继电器闭合，并控制所述第一冷水比例阀的开合度为0；

当所述加湿系统的温度高于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第一继电器断开，并根据经过所述第二换热器中的外部去离子水的温度和所述进气温度值控制所述第一冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

上述的控制装置，可选的，所述换热系统还包括：

第四温度传感器和第五温度传感器；

所述第四温度传感器设置于所述加热器的出口处，用于将通过所述加热器的去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元；

所述第五温度传感器设置于所述第三换热器的出口处，用于将通过所述第三换热系统的去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元。

上述的控制装置，可选的，所述换热系统还包括：

第二继电器和第二冷水比例阀；

所述第二继电器设置于所述加热器中，所述第二冷水比例阀设置于所述第三换热器中；

当所述换热系统的温度低于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第二继电器闭合，并控制所述第二冷水比例阀的开合度为0；

当所述换热系统的温度高于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第二继电器断开，并根据经过所述第三换热器中的去离子水的温度和所述进气温度值控制所述第二冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

上述的控制装置，可选的，所述加湿系统还包括：

第一高低液位传感器；

所述第一高低液位传感器设置于所述加湿系统的加湿罐中，用于监测所述加湿罐中外部去离子水的液位高度，并判断所述加湿罐中外部去离子水的液位高度是否处于预设的第一阈值区间中，若所述加湿罐中外部去离子水的液位高度未处于所述预设的第一阈值区间中，则所述第一高低液位传感器发出报警信号。

上述的控制装置，可选的，所述换热系统还包括：

第二高低液位传感器和压力传感器；

所述第二高低液位传感器设置于所述换热系统的储液罐中，用于监测所述储液罐中去离子水的液位高度，并判断所述储液罐中去离子水的液位高度是否处于预设的第二阈值区间中，若所述储液罐中去离子水的液位高度未处于所述预设的第二阈值区间中，则所述第二高低液位传感器发出报警信号；

所述压力传感器设置于所述储液罐和所述第二水泵的连接处，用于监测所述储液罐通过所述第二水泵输送去离子水时的输送压力，并判断所述输送压力是否处于预设的第三阈值区间中，若所述输送压力未处于所述预设的第三阈值区间中，则所述压力传感器发出报警信号。

上述的控制装置，可选的，所述第一管路的外侧缠绕有加热带，所述加热带与所述PID控制单元通信连接；所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述加热带进行温度调节，将所述加热带的温度调节并保持在所述进气温度值。

基于上述本发明实施例提供的燃料电池测试设备的进气控制装置，在燃料电池需要进行湿度控制时，设定测试所需的进气温度值和进气湿度值。通过PID控制单元根据进气湿度值控制第一质量流量计和第二质量流量计的进气比例，使得经过湿气支路的反应气体和经过干气支路的反应气体混合后能够得到满足进气湿度值的反应气体；同时PID控制单元根据进气温度值控制加湿系统、换热系统以及第一换热器进行温度调节，以使湿气支路的反应气体依次经过加湿系统和换热系统，干气支路的反应气体经过第一换热器后，湿气支路中的气体温度与干气支路中的气体温度均达到测试所需的进气温度值，然后将湿气支路和干气支路的两股反应气体混合，得到满足测试条件的混合反应气体，并通过第一管路将混合后的反应气体输入燃料电池的反应极，以对燃料电池进行测试，进而实现燃料电池在一定湿度和温度环境下进行工作，保障了测试过程的正常运行。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种燃料电池测试设备的进气控制装置的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种燃料电池测试设备的进气控制装置中加湿系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种燃料电池测试设备的进气控制装置中换热系统的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

在本申请中，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。

本发明实施例提供了一种燃料电池测试设备的进气控制装置，用于解决燃料电池测试过程中，充入气体的进气湿度控制问题，其结构如图1所示，包括：

PID控制单元101、湿气支路、干气支路和第一管路107；

其中，所述湿气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第一质量流量计102、加湿系统103和换热系统104；

所述干气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第二质量流量计105和第一换热器106；

所述第一管路107的外侧缠绕有加热带；

所述湿气支路的出口端与所述干气支路的出口端均与所述第一管路107的入口端相连接，所述第一管路107的出口端连接燃料电池108的反应极；

所述PID控制单元101分别与所述第一质量流量计102、加湿系统103、换热系统104、第二质量流量计105、第一换热器106以及所述加热带通信连接；

本发明提供的实施例中，PID控制单元101可以是一种通信控制器，能够接收各个部件的通信信息并向其他部件发送控制指令。

干气支路和湿气支路中输入的反应气体均为外部提供的干冷反应气体；其中，干气支路中通过第一换热器106对输入干气支路的气体进行温度调节，湿气支路依次通过加湿系统103和换热系统104对输入湿气支路的反应气体进行温度调节。

需要说明的是，输入湿气支路的反应气体在经过设置于湿气支路上的加湿系统103的处理后其湿度值可以为100％，若燃料电池测试过程中，测试环境中需要的反应气体的湿度值小于100％，则需要对分别输入至干气支路和湿气支路中反应气体的进气比例进行控制。PID控制单元101依据燃料电池测试需要的进气湿度值计算输入到湿气支路和干气支路的反应气体的进气比例并反馈该进气比例到设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，以使第一质量流量计102和质量流量计105根据进气比例来控制进入湿气支路和干气支路的两股反应气体的比例，从而使得经过湿气支路和干气支路的两股反应气体混合后其湿度达到燃料电池测试时需要的进气湿度值。

还需要说明的是，湿气支路的出口端和干气支路的出口端均与第一管路107的入口端相连接，由湿气支路和干气支路的输出的反应气体在第一管路107的入口端混合后进入第一管路107，第一管路107上缠绕有加热带，加热带在PID控制单元101的控制下进行加热，从而对经过第一管路107的反应气体进行温度控制，以使由第一管路107输出的反应气体进入燃料电池108的反应极时其温度达到燃料电池测试时需要的进气温度。

本发明实施例提供的方法中，在实际应用中，所述湿气支路的出口端和所述干气支路的出口端可以直接与所述燃料电池的反应极连接，输出的气体可以直接在燃料电池的反应极混合，实现为测试过程提供合适温度和湿度的反应气体。因此，本发明实施例中，第一管路的长度可以根据实际测试的需求进行设定，在第一管路的长度小于预设阈值的情况下，第一管路的外侧可以不需要缠绕加热带，本发明实施例提供的方法中，实际操作过程中，可以在第一管路的外侧缠绕加热带，保证经过第一管路的气体的温度为测试所需的进气温度值。

当所述PID控制单元101接收到燃料电池进气信号时，获取所述燃料电池进气信号中包含的用于测试的已设定的进气湿度值和进气温度值；

所述PID控制单元101依据所述进气温度值控制所述加湿系统103、所述换热系统104、所述第一换热器106以及所述加热带进行温度调节，将所述加湿系统103、所述换热系统104、所述第一换热器106以及所述加热带的温度调节并保持在所述进气温度值；

本发明提供的实施例中，PID控制单元101控制加湿系统103、换热系统104和第一换热器106进行温度调节，在实际实现过程是通过控制上述各个器件中去离子水的温度来实现控制加湿系统103、换热系统104和第一换热器106的温度，将加湿系统103、所述换热系统104以及第一换热器106的温度调节并保持在进气温度值。而在第一管路外侧缠绕有加热带的情况下，加热带则是根据PID控制单元101发出的控制指令直接加热至进气温度值并保持在进气温度值，使得反应气体经过加湿系统103、换热系统104、第一换热器106和加热带后其温度能够达到并保持在进气温度值。

需要说明的是，反应气体进入湿气支路后，经过湿气支路处理输出的反应气体的温度值可以称为湿气的温度值，反应气体进入干气支路后，经过干气支路处理输出的反应气体的温度值可以称为干气的温度值。若燃料电池测试所需的进气湿度值为100％，进入燃料电池108的反应极的反应气体由湿气支路输出，不需要与干气支路的反应气体进行混合，所以进气温度值等于湿气的温度值。若进气湿度值不为100％，则湿气支路输出的反应气体与干气支路输出的反应气体混合后得到的湿气的温度值小于进气温度值，所以，混合后的湿气需要经过加热带再次加热达到进气温度值后输入到燃料电池108的反应极。

还需要说明的是，第一换热器106和换热系统104是串联关系，换热系统104中的去离子水能够进入第一换热器106中，使得第一换热器106在去离子水的作用下，其温度与换热系统104的温度一同达到测试所需的进气温度值。

所述PID控制单元101依据所述进气湿度值，计算所述湿气支路与所述干气支路的进气比例，并依据所述进气比例确定所述第一质量流量计102与所述第二质量流量计105的开合度，并控制所述第一质量流量计102与所述第二质量流量计105启动至其各自已确定的开合度，以向所述湿气支路以及所述干气支路充入相应流量的反应气体；

本发明提供的实施例中，质量流量计是一种可以控制自身开合度的计量仪器，开合度即打开和闭合其自身进气口的程度。根据开合度来控制质量流量计的进气口打开部分的比例，以此控制其进气口的进气比例。例如设定开合度为10是完全打开质量流量计的进气口，开合度为0是完全闭合质量流量计的进气口，那么开合度为6则是质量流量计的进气口打开部分占整个质量流量计进气口的60％，即质量流量计的进气口的进气部分和不进气部分的比例为6:4。两个质量流量计分别设置于湿气支路和干气支路的入口端，向PID控制单元101反馈进气流量，同时也接收PID控制单元101的控制指令，根据PID控制单元101计算得到的进气比例来控制其自身的开合度。例如，若要得到100％的湿气，则需要控制干气支路的反应气体的进气为0，此时，设置于干气支路入口端的第二质量流量计105控制自身开合度为0。

所述加湿系统103用于对充入所述湿气支路的反应气体进行加湿，并对经过加湿的反应气体的温度调节至所述进气温度值；

本发明提供的实施例中，加湿系统103在PID控制单元101的控制下进行温度调节至进气温度值。湿气支路的反应气体进入加湿系统103，在加湿系统103的作用下，其温度也达到进气温度值。

所述湿气支路输出的反应气体与所述干气支路输出的反应气体进行混合后得到湿度值为所述进气湿度值的反应气体；

本发明提供的实施例中，PID控制单元101根据进气湿度值计算进气比例，并发送进气比例至设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，控制两个质量流量计根据进气比例各自启动其自身的开合度，保证湿气支路输出的反应气体和干气支路输出的反应气体经过混合后能够得到满足进气湿度值的反应气体。

所述第一管路107的出口端输出的反应气体的温度为所述进气温度值，所述第一管路107的出口端输出的反应气体的湿度为所述进气湿度值。

本发明提供的实施例中，第一管路107的出口端与燃料电池108的反应极相连接，也就是说，经过第一管路107后，反应气体会直接进入燃料电池108的反应极。所以，为保证进入燃料电池108的反应极的反应气体的温度足进气温度值及其湿度满足进气湿度值，第一管路107的出口端输出的反应气体的温度需为所述进气温度值，第一管路107的出口端输出的反应气体的湿度需为所述进气湿度值。缠绕在第一管路107外侧的加热带在PID控制单元101的控制下进行温度调节至进气温度值，湿气支路的反应气体和干气支路的反应气体在第一管路107入口端混合得到满足进气湿度值的反应气体。进入第一管路107的反应气体在缠绕在第一管路107外侧的加热带的作用下其温度达到进气温度值，最后输送由第一管路107输出的满足进气温度值和进气湿度值的反应气体到燃料电池108的反应极。

需要说明的是，第一管路107上设有温度传感器110，用于将所述经过第一管路107的反应气体的温度到实时反馈至所述PID控制单元101。PID控制单元101根据其反馈的温度，控制缠绕在第一管路107外侧的加热带进行温度调节，使得在加热带的作用下经过第一管路107的反应气体的温度达到测试所需的进气温度值。

本发明提供的实施例中，在燃料电池测试过程中需要进行湿度控制时，设定测试所需的进气温度值和进气湿度值。通过PID控制单元101根据进气湿度值计算进气比例并发送进气比例至第一质量流量计102和第二质量流量计105，然后控制两个质量流量计根据进气比例启动其自身的开合度，以使经过湿气支路的反应气体和经过干气支路的反应气体混合后能够得到满足进气湿度值的反应气体；同时PID控制单元101根据进气温度值控制加湿系统103、换热系统104、第一换热器106和加热带进行温度调节，以使湿气支路反应气体依次经过加湿系统103和换热系统104、干气支路反应气体经过第一换热器106后，湿气支路中的气体温度与干气支路中的气体温度均达到进气温度值，然后将湿气支路和干气支路的两股反应气体混合，得到的满足进气湿度值的混合的反应气体，混合后的反应气体进入第一管路107，在缠绕在第一管路107外侧的加热带的作用下该混合的反应气体的温度达到进气温度值。因此，输入外部反应气体进入该控制装置后能够输出满足进气温度值和进气湿度值的湿气到燃料电池108的反应极，保障了燃料电池测试过程的正常进行。

本发明提供的实施例中，若控制装置是由初始状态开始启动，且此时燃料电池测试需要的进气温度值为60℃，进气湿度值为60％，则意味着控制装置需要从未启动时的温度状态上升到60℃，然而控制装置刚开始启动后控制装置中的加湿系统103、换热系统104、第一换热器106和加热带进行温度控制到60℃的这个过程相较于直接在已启动的基础上上升来说，是一个比较漫长的过程。但是，为了保证电池不要长时间处于开路状态，需要在一定湿度中进行放电，以防其膜电极发生损伤故障，需要一直保持进气放电状态，不能够等待控制装置中的加湿系统103、换热系统104、第一换热器106和加热带达到进气温度值后才开始放电。PID控制单元101根据进气湿度值计算进气比例为5:2，并发送控制指令至设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，控制两个质量流量计根据进气比例各自启动其自身的开合度，若第一质量流量计102控制其自身开合度为10，则第二质量流量计105控制其自身开合度为4，以使湿气支路输出的反应气体和干气支路输出的反应气体经过混合后达到60％。湿气支路的反应气体经过加湿系统103和换热系统104后同经过第一换热器106的干气支路的反应气体在第一管路107的入口端混合得到60％的湿气。一旦加湿系统103、换热系统104、第一换热器106和加热带中的温度达到进气温度值，就撤掉外部电流，使得最后由第一管路107输出的满足进气湿度值和进气温度值的湿气，即60℃60％的湿气直接进入燃料电池108的反应极。

如图2所示，本发明提供的实施例中，所述加湿系统103包括：

第一水泵201、第二换热器202、加热罐203和加湿罐204；

所述PID控制单元101依据所述进气温度值控制所述加湿系统103进行温度调节的过程中，外部去离子水进入所述加湿罐204中，并在所述第一水泵201的作用下依次通过所述第二换热器202及所述加热罐203进行温度调节，将所述外部去离子水的温度调节至所述进气温度值；

所述加热罐203将经过温度调节的所述外部去离子水输送至所述加湿罐204中对所述加湿罐204中内部进行喷淋；

所述湿气支路中的反应气体进入所述加湿罐204中经过喷淋后加湿至100％气体，所述反应气体的温度调节至所述进气温度值；

所述湿气支路中的反应气体在所述加湿罐204中经过喷淋后，进入所述换热系统104。

本发明提供的实施例中，外部去离子水在加湿系统中进行温度调节时，若加湿系统103的温度低于进气温度值，加热罐203进行温度调节并作用于外部去离子水，以使外部去离子水的温度达到进气温度值；若加湿系统103的温度高于进气温度值，第二换热器202进行温度调节并作用于外部去离子水以使外部去离子水的温度达到进气温度值。加热罐203将经过温度调节的外部去离子水输送到加湿罐204中，对加湿罐204内部进行全面喷淋，喷淋后的去离子水又重新在第一水泵201的作用下依次经过第二换热器202和加热罐203进行温度调节，去离子水不断重复该循环，以保证加湿罐204中不断有去离子水在进行喷淋，以使湿气支路中的反应气体进入加湿罐204中经过喷淋后，气和水混合，反应气体加湿至100％气体，反应气体的温度达到进气温度值。湿气支路中的反应气体在加湿罐204中经过喷淋后，进入换热系统104。

如图3所示，本发明提供的实施例中，所述换热系统104包括：

第二水泵301、第三换热器302、加热器303和储液罐304；

所述PID控制单元101依据所述进气温度值控制所述换热系统104进行温度调节的过程中，所述储液罐304中的去离子水在所述第二水泵301的作用下进行循环流动，依次经过所述加热器303和所述第三换热器302进行温度调节后，并返回所述储液罐304中，将所述储液罐304中的去离子水的温度调节至所述进气温度值，以使所述换热系统104的温度在所述去离子水温度的作用下调节至所述进气温度值；

经过所述加湿系统103的反应气体在进入所述换热系统104后，在所述换热系统104的作用下其温度维持在所述进气温度值。

本发明提供的实施例中，储液罐中的去离子水在换热系统中进行温度调节时，若换热系统104的温度低于进气温度值，加热器303进行温度调节并作用于去离子水以使去离子水的温度达到进气温度值；若换热系统104的温度高于进气温度值，第三换热器302进行温度调节并作用于去离子水以使去离子水的温度达到进气温度值。换热系统104在储液罐304中去离子水的作用下其温度同样也达到进气温度值。

需要说明的是，反应气体进入换热系统104中，是在换热系统104的作用下达到进气温度值。储液罐304中的去离子水在加热器303、第二水泵301、第三换热器302和储液罐304循环流动进行温度调节是属于针对换热系统104的温度控制机制，不与经过换热系统104的反应气体直接接触。所以，经过所述加湿系统103的反应气体在进入换热系统104，在换热系统104的作用下其温度维持在进气温度值。

本发明提供的实施例中，所述加湿系统103还包括：

第一温度传感器205、第二温度传感器206和第三温度传感器109；

所述第一温度传感器205设置于所述加热罐203的出口处，用于将通过所述加热罐203的外部去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元101；

本发明提供的实施例中，第一温度传感器205设置于加热罐203的出口处，实时反馈通过加热罐203的外部去离子水的温度至PID控制单元101，以使PID控制单元101根据其反馈的温度，控制加热罐203进行温度调节，在加热罐203的作用下，外部去离子水的温度也达到进气温度值。

所述第二温度传感器206设置于所述第二换热器202的出口处，用于将通过所述第二换热器202的外部去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元101；

本发明提供的实施例中，第二温度传感器206设置于第二换热器202的出口处，实时反馈通过第二换热器202的外部去离子水的温度至PID控制单元101，以使PID控制单元101根据其反馈的温度，控制第二换热器202进行温度调节达到进气温度值，在第二换热器202的作用下，外部去离子水的温度也达到进气温度值。

所述第三温度传感器109设置于所述加湿罐204的出口处，用于将所述加湿罐204输出的反应气体的温度实时反馈至所述PID控制单元101。

本发明提供的实施例中，第三温度传感器109设置于加湿罐204的出口处，实时反馈加湿罐204输出的反应气体的温度至PID控制单元101。需要说明的是，由加热罐203进行温度调节后达到进气温度值的外部去离子水进入加湿罐204内进行喷淋，经过加湿罐204输出的喷淋后的反应气体的温度一般没有达到进气温度值。所以当第三温度传感器109反馈至PID控制单元101的温度未达到进气温度值时，PID控制单元101控制加热罐203继续进行温度调节，在加热罐203的作用下，进入加热罐203中的外部去离子水也继续进行温度调节，当第三温度传感器109检测到由加湿罐204输出的经过喷淋后的反应气体的温度达到进气温度值时，此时，PID控制单元101控制加热罐203保持温度，该温度一般略大于进气温度值。

本发明提供的实施例中，所述加湿系统103还包括：

第一继电器和第一冷水比例阀；

所述第一继电器设置于所述加热罐203中；

所述第一冷水比例阀设置于所述第二换热器202中；

当所述加湿系统103的温度低于所述进气温度值时，所述PID控制单元101控制所述第一继电器闭合，并控制所述第一冷水比例阀的开合度为0；

当所述加湿系统103的温度高于所述进气温度值时，所述PID控制单元101控制所述第一继电器断开，并根据经过所述第二换热器202中的外部去离子水的温度和所述进气温度值控制所述第一冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

本发明提供的实施例中，当加湿系统103的温度低于进气温度值时，需要对加湿系统103进行加温，此时，PID控制单元101控制第一继电器闭合，加热罐203开始对外部去离子水进行加热以使外部去离子水经过加热罐203时温度上升。同时PID控制单元101控制第一冷水比例阀关闭，外冷水无法进入第二换热器202，外部去离子水经过第二换热器202时不会在外冷水作用下导致其温度发生改变。当加湿系统103的温度高于进气温度值时，需要对加湿系统103进行降温，此时，PID控制单元101控制第一继电器断开，加热罐203停止加热。同时PID控制单元101控制第二换热器202中的第一冷水比例阀打开，并根据经过第二换热器202中的外部去离子水的温度和进气温度值控制第一冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

需要说明的是，冷水比例阀是一种可以控制其自身开合度的开关，开合度即冷水比例阀打开和闭合其自身入水口的程度，冷水比例阀开合度为100％即冷水比例阀的入水口完全打开，不存在闭合的部分，冷水比例阀开合度为0即冷水比例阀的入水口完全关闭，不存在打开的部分，开合度为60％则是冷水比例阀的入水口的打开部分占整个冷水比例阀入水口的60％。

例如，外部去离子水温度为60℃，进气温度值为40℃，那么，外部去离子水经过第二换热器202时，在第二换热器202和外冷水的作用下温度逐渐下降，当其温度逐渐下降到40℃时，第一冷水比例阀也逐渐控制其开合度变小，直至关闭。

本发明提供的实施例中，所述换热系统104还包括：

第四温度传感器305和第五温度传感器306；

所述第四温度传感器305设置于所述加热器303的出口处，用于将通过所述加热器303的去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元101；

本发明提供的实施例中，第四温度传感器305设置于加热器303的出口处，实时反馈通过加热器303的去离子水的温度至PID控制单元101，以使PID控制单元101根据其反馈的温度，控制加热器303进行温度调节，在加热器303的作用下，去离子水的温度也达到进气温度值。

所述第五温度传感器306设置于所述第三换热器302的出口处，用于将通过所述第三换热系统104的去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元101。

本发明提供的实施例中，第五温度传感器306设置于第三换热器302的出口处，实时反馈通过第三换热器302的去离子水的温度至PID控制单元101，以使PID控制单元101根据其反馈的温度，控制第三换热器302进行温度调节达到进气温度值，在第三换热器302的作用下，去离子水的温度也达到进气温度值。

本发明提供的实施例中，所述换热系统104还包括：

第二继电器和第二冷水比例阀；

所述第二继电器设置于所述加热器303中，所述第二冷水比例阀设置于所述第三换热器302中；

当所述换热系统104的温度低于所述进气温度值时，所述PID控制单元101控制所述第二继电器闭合，并控制所述第二冷水比例阀的开合度为0；

当所述换热系统104的温度高于所述进气温度值时，所述PID控制单元101控制所述第二继电器断开，并根据经过所述第三换热器302中的去离子水的温度和所述进气温度值控制所述第二冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

本发明提供的实施例中，当换热系统104的温度低于进气温度值时，需要对换热系统104进行加温，此时，PID控制单元101控制第二继电器闭合，加热器303开始对储液罐304中的去离子水进行加热以使储液罐304中的去离子水在通过加热器303时其温度上升。同时PID控制单元101控制第二冷水比例阀关闭，外冷水无法进入第三换热器302，储液罐304中的去离子水经过第三换热器302时不会在外冷水作用下导致其温度发生改变。当换热系统104的温度高于进气温度值时，需要对换热系统104进行降温，此时，PID控制单元101控制第二继电器断开，加热器303停止加热。同时PID控制单元101控制第三换热器302中的第二冷水比例阀打开，并根据经过第三换热器302中的去离子水的温度和进气温度值控制第二冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

需要说明的是，去离子水在换热器中的降温过程主要是在换热器中的散热风扇启动的情况下，在散热风扇和外冷水的作用下进行降温。若温度传感器因检测到的温度值高于设定的阈值而报警时，则检查换热器的散热风扇和水泵是否可以正常工作。

本发明提供的实施例中，所述加湿系统103还包括：

第一高低液位传感器；

所述第一高低液位传感器设置于所述加湿系统103的加湿罐204中，用于监测所述加湿罐204中外部去离子水的液位高度，并判断所述加湿罐204中外部去离子水的液位高度是否处于预设的第一阈值区间中，若所述加湿罐204中外部去离子水的液位高度未处于所述预设的第一阈值区间中，则所述第一高低液位传感器发出报警信号。

本发明提供的实施例中，加湿罐204中需设第一高低液位传感器用于检测加湿罐204中外部去离子水的液面高度。加湿罐204中的去离子水由外部供给且在加湿系统103内部循环进行温度调节后在加湿罐204中进行喷淋，湿气支路的反应气体在加湿罐204中经去离子水喷淋后达到湿度为100％的过程中会带走部分去离子水，造成加湿系统103内去离子水的减少，若加湿罐204中去离子水的液面高度小于第一阈阈值区间的最小值，则第一高低液位传感器发出报警信号，提示管理员向加湿罐204中添加去离子水；若添加外部去离子水至加湿罐204时，加湿罐204中去离子水的液面大于第一阈值区间的最大值，则第一高低液位传感器发出报警信号，提示管理员停止添加并排出加湿罐204中部分去离子水以保证加湿罐204中的去离子水的液面在第一阈值区间内。

本发明提供的实施例中，所述换热系统104还包括：

第二高低液位传感器和压力传感器307；

所述第二高低液位传感器设置于所述换热系统104的储液罐304中，用于监测所述储液罐304中去离子水的液位高度，并判断所述储液罐304中去离子水的液位高度是否处于预设的第二阈值区间中，若所述储液罐304中去离子水的液位高度未处于所述预设的第二阈值区间中，则所述第二高低液位传感器发出报警信号；

本发明提供的实施例中，储液罐304中设有第二液位传感器。储液罐304中装有去离子水，储液罐304中的去离子水的来源也是由外部去离子水补给。由外部对储液罐304进行去离子水补给的时候，若储液罐304中去离子水的液面大于第二阈值的最大值，则第二液位传感器发出报警信号，提示管理员停止添加外部的去离子水到储液罐304中，并排出储液罐304中多余的去离子水以保证储液罐304中的去离子水的液面在第二阈值区间内；储液罐304中的去离子水在第二水泵301的作用下在换热系统104的加热器303和第三换热器302之间循环流动，以实现去离子水的温度调节，从而实现换热系统104的温度调节。在去离子水进行温度调节的过程中，可能会对去离子水造成损失，若储液罐304中的去离子水的液面小于第二阈值的最小值，则第二高低液位传感器发出报警信号，提示管理员向储液罐304中添加去离子水以保证加湿罐204中的去离子水的液面在第二阈值区间内。

所述压力传感器307设置于所述储液罐304和所述第二水泵301的连接处，用于监测所述储液罐304通过所述第二水泵301输送去离子水时的输送压力，并判断所述输送压力是否处于预设的第三阈值区间中，若所述输送压力未处于所述预设的第三阈值区间中，则所述压力传感器307发出报警信号。

本发明提供的实施例中，储液罐304和第二水泵301的连接处设置有压力传感器307，用于监测储液罐304通过第二水泵301输送去离子水时的输送压力。若压力传感器307检测到输送压力大于第三阈值区间的最大值，为防止输送压力过大造成损坏，压力传感器307发出报警信号，提示管理员进行处理；若压力传感器307检测到输送压力小于第三阈值区间的最小值，此时输送压力过小可能造成储液罐304中的去离子水无法输送到加热器303和第三换热器302进行温度调节，为防止上述问题发生，压力传感器307发出报警信号，提示管理员及时进行处理。

本发明提供的实施例中，具体的，当燃料电池测试所需的进气温度值由45℃变为60℃，进气湿度值由40％变为50％时，装置需要进行加温加湿的过程：

PID控制单元101响应进气湿度值和进气温度值改变的指令，发送进气温度值由45℃上升到60℃的控制指令到设置于加热罐203的第一继电器和设置于第二换热器202的第一冷水比例阀，以及设置于加热器303的第二继电器和设置于第三换热器302的第二冷水比例阀。第一冷水比例阀和第二冷水比例阀接收到控制指令后保持其开关的闭合状态；第一继电器和第二继电器接收到控制指令后也保持其开关的闭合状态，而继电器的闭合则标志着其所在装置开始加热，以使外部去离子水在加热罐203的加热下或者储液罐304中的去离子水在加热器303的加热下温度均达到60℃。同时PID控制单元101也将进气温度值由45℃上升到60℃的控制指令发送到加热带，加热带接收指令后立即将温度由45℃上升至60℃并且将温度保持在60℃。

外部去离子水进入加湿系统103的加湿罐204中，在第一水泵201作用下经过第二换热器202进入到加热罐203中，加热罐203出口处设有第一温度传感器205，第一温度传感器205实时反馈通过加热罐203的去离子水温度到PID控制单元101，以使加热罐203对外部去离子水进行加热直至外部去离子水达到60℃，加热后的外部去离子水由加热罐203进入加湿罐204中对加湿罐204内部进行喷淋，以使经过加湿罐204的湿气支路的反应气体经过喷淋后温度达到60℃且湿度为100％。加湿罐204出口处设置有第三温度传感器109，第三温度传感器109实时反馈加湿罐204输出的湿气支路的反应气体温度到PID控制单元101，以检测加湿罐204输出的反应气体的温度是否达到60℃，若没有达到60℃则PID控制单元101控制加热罐203继续对外部去离子水进行加热，由实验得知，若要使加湿罐204输出的反应气体的温度达到60℃，则由加热罐203输出的去离子水的温度一般大于60℃。

换热系统104中的储液罐304中的去离子水在第二水泵301的作用下进入加热器303，加热器303出口处设有第四温度传感器305，第四温度传感器305实时反馈通过加热器303的去离子水温度至PID控制单元101，以使储液罐304中的去离子水在加热器303作用下由45℃升温至60℃；换热系统104在储液罐304中的去离子水的作用下温度也由45℃上升到60℃。同时，由于换热系统104和第一换热器106是串联关系，换热系统104中的去离子水进入第一换热器106，使得第一换热器106的温度也在去离子水的作用下由45℃上升到60℃。

PID控制单元101根据进气湿度值由40％变为50％，计算得到湿气支路与干气支路的进气比例由5:3变为2:1，发送进气比例至设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，并控制第一质量流量计102和第二质量流量计105根据进气比例2:1启动其自身开合度，若湿气支路的第一质量流量计102的开合度为10，则干气支路的第二质量流量计105的开合度由6变为5，以使湿气支路的反应气体和干气支路的反应气体混合后得到的反应气体湿度为50％。

外部干冷反应气体进入湿气支路，经过设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102控制其进气量后，湿气支路的反应气体进入加湿罐204中经过60℃去离子水的喷淋加湿后其温度达到60℃且湿度为100％。湿气支路中的反应气体在加湿罐中经过喷淋后，进入换热系统104。

进入换热系统104的湿气支路反应气体在换热系统104的作用下继续保持温度为60℃。

外部干冷反应气体进入干气支路，经过设置于干气支路入口端的第二质量流量计105控制其进气量后，干气支路的反应气体经过第一换热器106的作用后其温度也为进气温度值60℃。

由第一换热器106输出的干气支路反应气体和由换热系统104输出的湿气支路反应气体在第一管路107的入口端混合后得到湿度为50％的反应气体。混合后的气体进入第一管路107，在缠绕在第一管路107外侧的加热带的作用下其温度保持为进气温度值60℃，最后从第一管路107输出后进入燃料电池108的反应极。

本发明提供的实施例中，具体的，当燃料电池测试所需的进气温度值由60℃变为45℃，进气湿度值由50％变为40％时，装置需要进行降温降湿的过程：

PID控制单元101响应进气湿度值和进气温度值改变的指令，发送进气温度值由60℃下降到45℃的控制指令到设置于加热罐203的第一继电器和设置于加热器303的第二继电器，第一继电器和第二继电器接收到控制指令后将其开关置为断开状态，加热罐203、加热器303停止加热。同时PID控制单元101也将进气温度值由60℃下降到45℃的控制指令发送到加热带，加热带接收指令后立即停止加热。

加湿罐204中的外部去离子水在第一水泵201作用下进入第二换热器202中，第二换热器202出口处设有第二温度传感器206，第二温度传感器206实时反馈通过第二换热器202的去离子水温度到PID控制单元101，以使PID控制单元101根据去离子水的温度60℃和进气温度值45℃，控制第一冷水比例阀打开即第一冷水比例阀开合度为100％，随着经过第二换热器202的去离子水温度接近45℃，控制第一冷水比例阀的开合度逐渐变为0，以使外部去离子水在外冷水的作用下，温度达到45℃。降温后的去离子水从第二换热器202途经加热罐203进入加湿罐204中对加湿罐204内部进行喷淋，以使经过加湿罐204的湿气支路反应气体经过喷淋后温度降到45℃且湿度为100％。加湿罐204出口处设置有第三温度传感器109，第三温度传感器109实时反馈由加湿罐204输出的湿气支路的反应气体的温度到PID控制单元101，以检测加湿罐204输出的反应气体的温度是否达到45℃。

换热系统104中的储液罐304中的去离子水在第二水泵301的作用下经过加热器303进入第三换热器302，第三换热器302出口处设有第五温度传感器306，第五温度传感器306实时反馈通过第三换热器302的去离子水温度至PID控制单元101，以使PID控制单元101根据去离子水的温度60℃和进气温度值45℃，控制第二冷水比例阀打开即开合度为100％，随着经过第三换热器302的去离子水温度接近45℃，控制第二冷水比例阀开合度由100％逐渐变为0，以使在外冷水的作用下储液罐304中的去离子水的温度由60℃下降至45℃；换热系统104在储液罐304中的去离子水的作用下温度也由60℃下降到45℃。同时，由于换热系统104和第一换热器106是串联关系，换热系统104中的去离子水进入第一换热器106，使得第一换热器106的温度也在去离子水的作用下由下降60℃下降到45℃。

PID控制单元101根据进气湿度值由50％变为40％，计算得到湿气支路与干气支路的进气比例由2:1变为5:3，发送进气比例至设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，并控制第一质量流量计102和第二质量流量计105根据进气比例5:3启动其自身开合度，若湿气支路的第一质量流量计102开合度为10，则干气支路的第二质量流量计105开合度由5变为6，以使湿气支路的反应气体和干气支路的反应气体混合后得到的反应气体湿度为40％。

外部干冷反应气体进入湿气支路，经过设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102控制其进气量后，湿气支路的反应气体进入加湿罐204中经过45℃去离子水的喷淋加湿后其温度达到45℃且湿度为100％。湿气支路中的反应气体在加湿罐中经过喷淋后，进入换热系统104。

进入换热系统104的湿气支路反应气体在换热系统104的作用下继续保持温度为45℃。

外部干冷反应气体进入干气支路，经过设置于干气支路入口端的第二质量流量计105控制其进气量后，干气支路的反应气体经过第一换热器106的作用后其温度也为进气温度值45℃。

由第一换热器106输出的干气支路反应气体和由换热系统104输出的湿气支路反应气体在第一管路107的入口端混合后得到湿度为40％的反应气体。混合后的气体进入第一管路107，在缠绕在第一管路107外侧的加热带的作用下其温度保持为进气温度值45℃，最后从第一管路107输出后进入燃料电池108的反应极。

上述实施例中主要描述的是装置进行降温降湿和加温加湿过程。若燃料电池测试时只做进气湿度值的改变，不做温度改变，例如进气温度值保持60℃，进气湿度值由50％变为40％时，装置输出的湿气需要进行如上述的由50％变为40％的降湿过程和保持温度值为60℃的过程。其中装置输出的湿气保持温度值在60℃的过程如下所述：

PID控制单元101发送保持进气温度值为60℃的指令到所述加湿系统103、换热系统104和加热带，所述加湿系统103、换热系统104和加热带接收到控制指令后控制其温度改变的部件不做改变，继续运行，以使对加湿罐204进行喷淋的去离子水保持60℃，换热系统104中的储液罐304中的去离子水也保持60℃以使换热系统104和第一换热器106在储液罐304中的去离子水的作用下保持60℃。加热带同样也保持温度为60℃不做改变。所以湿气支路反应气体依次通过加湿系统103和换热系统104后达到进气温度值，干气支路反应气体经过第一换热器106后达到进气温度值。

同理，若燃料电池测试时只做进气温度值的改变，不做湿度改变，进气湿度值保持在60％，进气温度值由60℃变为45℃时，装置输出的湿气需要进行如上述的由60℃变为45℃的降温过程和保持湿度值为60％的过程。其中装置输出的湿气保持湿度值在60％的过程如下所述：

PID控制单元101根据进气湿度值为60％计算得到进气比例并发送进气比例到设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，第一质量流量计102和第二质量流量计105接收到进气比例后，因进气比例未发生改变，所以PID控制单元101控制第一质量流量计102和第二质量流量计105均保持其开合度不做改变，继续运行，以使湿气支路的反应气体和干气支路的反应气体混合后得到的反应气体湿度为60％。

若燃料电池测试所需的进气湿度值为100％，则PID控制单元101根据进气湿度值为100％计算得到湿气支路和干气支路的进气比例为1:0，发送进气比例至设置于湿气支路入口端的第一质量流量计102和设置于干气支路入口端的第二质量流量计105，并控制第一质量流量计102和第二质量流量计105根据进气比例1:0启动其自身开合度。进气比例为1:0即第一质量流量计102打开，且无论第一质量流量计102的开合度为多少，第二质量流量计105完全闭合，干气支路不进反应气体。进入湿气支路的反应气体经过湿气支路的处理后输出湿度值为100％的反应气体，由湿气支路输出的湿度值为100％的反应气体再通过第一管路107输出至燃料电池108的反应极，此时输出到燃料电池108的反应极的反应气体的温度值为进气湿度值即100％。

此外，无论是燃料电池测试时只进行加温或者加湿、加温降湿的过程或者降温加湿的过程，还是燃料电池测试结束时装置进行的降温过程，原理和过程同上所述，此处便不再进行赘述。

上述各个实施例的具体实施过程及其衍生方式，均在本发明的保护范围之内。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业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的专业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。

Claims (10)

1.一种燃料电池测试设备的进气控制装置，其特征在于，包括：

PID控制单元、湿气支路、干气支路和第一管路；

其中，所述湿气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第一质量流量计、加湿系统和换热系统；

所述干气支路的入口端与出口端之间依次串联设置有第二质量流量计和第一换热器；

所述湿气支路的出口端与所述干气支路的出口端均与所述第一管路的入口端相连接，所述第一管路的出口端连接燃料电池的反应极；

所述PID控制单元分别与所述第一质量流量计、所述加湿系统、所述换热系统、所述第二质量流量计以及所述第一换热器通信连接；

当所述PID控制单元接收到燃料电池进气信号时，获取所述燃料电池进气信号中包含的已设定的进气湿度值和进气温度值；

所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述加湿系统、所述换热系统以及所述第一换热器进行温度调节，将所述加湿系统、所述换热系统以及所述第一换热器的温度调节并保持在所述进气温度值；

所述PID控制单元依据所述进气湿度值，计算所述湿气支路与所述干气支路的进气比例，并依据所述进气比例确定所述第一质量流量计与所述第二质量流量计的开合度，并控制所述第一质量流量计与所述第二质量流量计启动至其各自已确定的开合度，以向所述湿气支路以及所述干气支路充入相应流量的反应气体；

所述加湿系统用于对充入所述湿气支路的反应气体进行加湿，并将经过加湿的反应气体的温度调节至所述进气温度值；

所述湿气支路输出的反应气体与所述干气支路输出的反应气体进行混合后得到湿度值为所述进气湿度值的反应气体；

所述第一管路的出口端输出的反应气体的温度为所述进气温度值，所述第一管路的出口端输出的反应气体的湿度为所述进气湿度值。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述加湿系统包括：

第一水泵、第二换热器、加热罐和加湿罐；

所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述加湿系统进行温度调节的过程中，外部去离子水进入所述加湿罐中，并在所述第一水泵的作用下依次通过所述第二换热器及所述加热罐进行温度调节，将所述外部去离子水的温度调节至所述进气温度值；

所述加热罐将经过温度调节的所述外部去离子水输送至所述加湿罐中对所述加湿罐中内部进行喷淋；

所述湿气支路中的反应气体进入所述加湿罐中经过喷淋后加湿至100％气体，所述反应气体的温度调节至所述进气温度值；

所述湿气支路中的反应气体在所述加湿罐中经过喷淋后，进入所述换热系统。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述换热系统包括：

第二水泵、第三换热器、加热器和储液罐；

所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述换热系统进行温度调节的过程中，所述储液罐中的去离子水在所述第二水泵的作用下进行循环流动，依次经过所述加热器和所述第三换热器进行温度调节后，并返回所述储液罐中，将所述储液罐中的去离子水的温度调节至所述进气温度值，以使所述换热系统的温度在所述去离子水的温度的作用下调节至所述进气温度值；

经过所述加湿系统的反应气体在进入所述换热系统后，在所述换热系统的作用下其温度维持在所述进气温度值。

4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述加湿系统还包括：

第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；

所述第一温度传感器设置于所述加热罐的出口处，用于将通过所述加热罐的外部去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元；

所述第二温度传感器设置于所述第二换热器的出口处，用于将通过所述第二换热器的外部去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元；

所述第三温度传感器设置于所述加湿罐的出口处，用于将所述加湿罐输出的反应气体的温度实时反馈至所述PID控制单元。

5.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述加湿系统还包括：

第一继电器和第一冷水比例阀；

所述第一继电器设置于所述加热罐中；

所述第一冷水比例阀设置于所述第二换热器中；

当所述加湿系统的温度低于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第一继电器闭合，并控制所述第一冷水比例阀的开合度为0；

当所述加湿系统的温度高于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第一继电器断开，并根据经过所述第二换热器中的外部去离子水的温度和所述进气温度值控制所述第一冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

6.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述换热系统还包括：

第四温度传感器和第五温度传感器；

所述第四温度传感器设置于所述加热器的出口处，用于将通过所述加热器的去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元；

所述第五温度传感器设置于所述第三换热器的出口处，用于将通过所述第三换热系统的去离子水的温度实时反馈至所述PID控制单元。

7.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述换热系统还包括：

第二继电器和第二冷水比例阀；

所述第二继电器设置于所述加热器中，所述第二冷水比例阀设置于所述第三换热器中；

当所述换热系统的温度低于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第二继电器闭合，并控制所述第二冷水比例阀的开合度为0；

当所述换热系统的温度高于所述进气温度值时，所述PID控制单元控制所述第二继电器断开，并根据经过所述第三换热器中的去离子水的温度和所述进气温度值控制所述第二冷水比例阀的开合度由100％闭合至0。

8.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述加湿系统还包括：

第一高低液位传感器；

所述第一高低液位传感器设置于所述加湿系统的加湿罐中，用于监测所述加湿罐中外部去离子水的液位高度，并判断所述加湿罐中外部去离子水的液位高度是否处于预设的第一阈值区间中，若所述加湿罐中外部去离子水的液位高度未处于所述预设的第一阈值区间中，则所述第一高低液位传感器发出报警信号。

9.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述换热系统还包括：

第二高低液位传感器和压力传感器；

所述第二高低液位传感器设置于所述换热系统的储液罐中，用于监测所述储液罐中去离子水的液位高度，并判断所述储液罐中去离子水的液位高度是否处于预设的第二阈值区间中，若所述储液罐中去离子水的液位高度未处于所述预设的第二阈值区间中，则所述第二高低液位传感器发出报警信号；

所述压力传感器设置于所述储液罐和所述第二水泵的连接处，用于监测所述储液罐通过所述第二水泵输送去离子水时的输送压力，并判断所述输送压力是否处于预设的第三阈值区间中，若所述输送压力未处于所述预设的第三阈值区间中，则所述压力传感器发出报警信号。

10.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一管路的外侧缠绕有加热带，所述加热带与所述PID控制单元通信连接；所述PID控制单元依据所述进气温度值控制所述加热带进行温度调节，将所述加热带的温度调节并保持在所述进气温度值。

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