CN113488684A - 一种用于燃料电池的湿度调控装置以及调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于燃料电池的湿度调控装置，属于燃料电池水平衡技术领域，解决了现有技术无法应对复杂电气环境的问题。该装置包括数据采集设备、控制器和执行机构。数据采集设备实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率；控制器根据当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度，并在调整过程中根据氢循环泵的电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后关闭。该装置可适应不同气候，提升了燃料电池运行的可靠性和耐久性。

Description

一种用于燃料电池的湿度调控装置以及调控方法

技术领域

本发明涉及燃料电池水平衡技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池的湿度调控装置以及调控方法。

背景技术

随着国家提出碳中和的战略目标，燃料电池作为终极清洁能源在路面交通和轨道交通方面得到大力推广。为了媲美传统汽车发动机，要求燃料电池发动机实现长寿命、高可靠。燃料电池作为一个复杂的耦合系统，有效的水管理是实现系统运行长寿命的必经之路，因此很多燃料电池企业及高校为此投入了大量人力物力进行研究。

当前行业内实现电堆内部湿度监控以及水管理闭环控制多是基于以DC施加扰动或者CVM（云服务器 ）施加电气扰动的在线锂电池阻抗谱（EIS）技术。

EIS技术的实现需要复杂的电气硬件设计以及大量的数据标定建模，技术开发难度大，成本高。同时，对于燃料电池系统企业来说，平台产品需要适配不同的客户车辆，面对不可控的复杂电气环境，当前开发的EIS监控技术仍存在可靠性问题。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种用于燃料电池的湿度调控装置及调控方法，用以解决现有技术无法应对复杂电气环境的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种用于燃料电池的湿度调控装置，包括：

数据采集设备，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率，发送至控制器；

控制器，用于根据当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度，并在调整过程中根据氢循环泵的电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后关闭；

执行机构，用于根据控制器的控制启动，对电堆内部湿度进行调整。

上述技术方案的有益效果如下：在不引入新的硬件基础上，充分利用当前燃料电池系统的循环泵电流与气体湿度的关系，依据循环泵电流在时间上的变化趋势，稳步调控燃料电池系统的水平衡。

基于上述装置的进一步改进，所述数据采集设备进一步包括：

电流功率测量设备，设置于燃料电池中氢循环泵的输入端，用于实时采集所述氢循环泵的运行电流、功率，发送至控制器；

湿度传感器，置于燃料电池的阳极入口处，用于实时采集燃料电池电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，发送至控制器。

上述进一步改进方案的有益效果是：对数据采集设备的类型和布设位置进行了限定。通过电流功率测量设备可以获取氢循环泵的运行电流、功率，通过湿度传感器可以获取燃料电池电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，进而为后续精准的水平衡调控奠定了坚实的基础。

进一步，所述执行机构包括：

排气阀控制单元，用于控制燃料电池中与电堆相连的排氢阀的开启与关闭；

温度控制单元，用于通过控制燃料电池中散热风扇的转速，对电堆内温度进行提升或降低；

供气控制单元，用于控制燃料电池中空压机转速、节气门开度，对电堆的供气计量比进行提升或降低。

上述进一步改进方案的有益效果是：对执行机构的种类和各自的功能进行了限定。通过空气阀的控制、温度的控制、供气的控制，可以充分保障燃料电池系统的水平衡。

进一步，所述控制器进一步包括：

数据收发模块，用于接收电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率；以及，将所述湿度发送至分析控制模块，并根据平衡监测模块的请求将所述电流或功率发送至平衡监测模块；

分析控制模块，用于将当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度与预设阈值比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，启动平衡监测模块，并控制执行机构在当前时刻的下一时刻按照预设方案调整对应目标控制参数，直到接收到平衡监测模块发出的平衡指令，向执行结构发出关闭指令；所述目标控制参数包括电堆内温度、供气计量比、排气阀开启时间占比中的至少一种；

平衡监测模块，用于启动后，向数据收发模块发出获取所述电流或功率的请求，根据反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率变化率与预设阈值比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，一旦达到平衡状态立即向分析控制模块发出平衡指令。

上述进一步改进方案的有益效果是：对控制器的结构和各模块的功能分别进行了限定。通过分析控制模块对当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度分析可判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整，如果需要调整，在调整的同时，启动平衡监测模块监测当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率变化率判断调整过程的结束时机，直到达到燃料电池系统的水平衡（即电堆内部湿度达到平衡状态）后，结束调控。

进一步，所述分析控制模块执行如下程序：

获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度a；

将所述湿度a与预设阈值A进行比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；当a=A时，不需要调整，否则启动平衡监测模块，并执行下一步；

当a＞A时，判定电堆偏湿，控制执行结构执行如下方案：增加空压机转速和节气门开度，提高供气计量比；或者，增加散热风扇的响应，提高电堆堆内温度；或者，缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度；

当a＜A时，判定电堆偏干，控制执行结构执行如下方案：降低空压机转速和节气门开度，降低供气计量比；或者，降低散热风扇的响应，降低电堆堆内温度；或者，增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度。

上述进一步改进方案的有益效果是：对分析控制模块对湿度的调控方案进行了限定，电堆偏湿时，提高供气计量比或电堆堆内温度或排氢阀开启时间占比来抽湿，电堆过干时，降低供气计量比或电堆堆内温度或排氢阀开启时间占比来增湿。上述抽湿和增湿的方法是发明人经过大量试验获得的，效果可靠、有效。

进一步，当a＞A时，所述分析控制模块控制执行结构执行如下程序：

执行方案一：缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比；

若执行方案一时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行机构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案二：缩短排放阀开启间隙长度，同时，增加空压机转速和节气门开度；

若执行方案二时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行机构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案三直到接收到平衡指令：缩短排放阀开启间隙长度，增加空压机转速和节气门开度，同时，提高散热风扇的转速。

上述进一步改进方案的有益效果是：对电堆偏湿时抽湿的方案进行了进一步限定，方案一至方案三对电堆其他性能的影响依次从低到高，抽湿能力也依次增加。如果执行方案一达不到迅速的抽湿效果，则启动方案二，如果执行方案二后仍没有达到迅速的抽湿效果，则启动方案三。

进一步，当a＜A时，所述分析控制模块控制执行结构执行如下程序：

执行方案四：增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比；

若执行方案四时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行结构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案五：增加排放阀开启间隙长度，同时，降低空压机转速和节气门开度；

若执行方案五时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行结构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案六直到接收到平衡指令：增加排放阀开启间隙长度，同时，降低空压机转速和节气门开度，降低散热风扇的转速。

上述进一步改进方案的有益效果是：对电堆偏干时增湿的方案进行了进一步限定，方案四至方案六对电堆其他性能的影响依次从低到高，增湿能力也依次增加。如果执行方案四达不到迅速的增湿效果，则启动方案五，如果执行方案五后仍没有达到迅速的抽湿效果，则启动方案六。

进一步，所述平衡监测模块执行如下程序：

启动后，向数据收发模块发出获取电流或功率的请求；

接收反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率，获取所述电流或功率在所述预设时段内的平均斜率作为所述电流或功率的变化率b；

将所述b与预设阈值B进行比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，如果变化率等于预设阈值，判定达到平衡状态，立即向分析控制模块发出平衡指令，否则，判定未达到平衡状态，继续下一时刻的判断，直到判定达到平衡状态。

上述进一步改进方案的有益效果是：对平衡监测模块执行的程序进行了限定。B是根据循环泵特性和气体湿度建立的关联阈值，也可以是根据不同电流工况设定的一组范围数值，在对应工况下分别调用。通过当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率b可以精准地判断电堆内部是否达到水平衡。

进一步，该湿度调控装置还包括外部数据显示控制平台；

所述外部数据显示控制平台，用于获取数据采集设备实时采集的电堆阳极出口处被引射氢气的湿度、氢循环泵的电流或功率，以及控制器当前采用的预设方案，将其存储并显示。

上述进一步改进方案的有益效果是：使用者可以通过外部数据显示控制平台实时观看电堆阳极出口处被引射氢气的湿度、氢循环泵的电流或功率，以及控制器当前采用的预设方案，便于知晓燃料电池进行湿度调控的实时状态。

另一方面，本发明实施例提供了一种用于燃料电池的湿度调控方法，包括如下步骤：

获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度；

根据所述湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；如果需要调整，执行下一步，否则，进入下一周期的循环判断；

控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度；所述目标控制参数包括排氢阀的开启时间占比、供气计量比、电堆堆内温度、供气压力中的至少一种；

获取调整时刻起燃料电池重氢循环泵的电流或功率，根据所述电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后结束对执行机构的控制。

上述技术方案的有益效果如下：充分利用当前燃料电池系统的循环泵电流与气体湿度的关系，依据循环泵电流在时间上的变化趋势，稳步调控燃料电池系统的水平衡。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明实施例1湿度调控装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例2湿度调控装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

需说明的是，实施例中的燃料电池采用现有的燃料电池系统，例如参见CN201810252908.X中所述，具体结构和各部件功能本领域技术人员能够理解，下文不再赘述。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种用于燃料电池的湿度调控装置，如图1所示，包括依次连接的数据采集设备、控制器、执行机构。

数据采集设备，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率，发送至控制器。

控制器，用于根据当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度，并在调整过程中根据氢循环泵的电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后关闭。

执行机构，用于根据控制器的控制启动，对电堆内部湿度进行调整。

实施时，由于氢循环泵的供电电压比较稳定，其电流或功率的实时变化均可用来判断电堆内部湿度是否达到平衡状态。具体采用电流还是功率可视采集设备的类型以及上传信号种类，两者意义相同。

与现有技术相比，本实施例提供的湿度调控装置在不引入新的硬件基础上，充分利用当前系统已有的循环泵电流与气体湿度的关系，依据循环泵电流在时间上的变化趋势，稳步调控燃料电池系统的水平衡。

实施例2

在实施例1的基础上进行优化，该用于燃料电池的湿度调控装置还包括外部数据显示控制平台。所述外部数据显示控制平台通过无线与数据采集设备、控制器进行数据传输。

外部数据显示控制平台，用于获取数据采集设备实时采集的电堆阳极出口处被引射氢气的湿度、氢循环泵的电流或功率，以及控制器当前采用的预设方案，将其存储并显示，并且，向控制器发出湿度调控启动指令。

优选地，数据采集设备进一步包括电流功率测量设备、湿度传感器。

电流功率测量设备，用于实时采集燃料电池中氢循环泵的运行电流、功率，发送至控制器。可选地，电流功率测量设备可采用与氢循环泵串联的电流表、并联的电压表，或者直接采用功率表，或者采用现有车载燃料电池系统的数据采集控制器，该控制器一般随系统布置在车上，可再将电流、功率上传至外部数据显示控制平台，或云服务器上。

湿度传感器，置于燃料电池电堆的阳极入口处，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，发送至控制器。

优选地，执行机构进一步包括排气阀控制单元、温度控制单元、供气控制单元。

排气阀控制单元，用于控制燃料电池中与电堆相连的排氢阀的开启与关闭。可选地，排气阀控制单元包括设置于排氢阀前端的电磁阀，或者排氢阀前后端的电磁阀。具体地，燃料电池中，电堆的尾气口经分水器分别与排水阀、排氢阀的输入端连接，所述排水阀、排氢阀的输出端与混排管道连接，至少在分水器与排氢阀之间设置电磁阀。

温度控制单元，用于通过控制燃料电池中散热风扇的转速，对电堆内温度进行提升或降低。温度控制单元包括可变电阻器或电抗器。散热风扇的转速的转速取决于输入电流大小，通过可变电阻可调整散热风扇的转速。

供气控制单元，用于控制燃料电池中空压机转速、节气门开度，对电堆的供气计量比进行提升或降低。空压机转速可通过在空压机输入端串联可变电阻器或电抗器来调整，节气门开度的调整参见专利CN201810694172.1。

优选地，控制器进一步包括数据收发模块、分析控制模块、平衡监测模块。其中，数据收发模块的输入端与电流功率测量设备、湿度传感器的输出端分别连接，其输出端一与分析控制模块的输入端一连接，其输出端二与平衡监测模块的输入端连接。分析控制模块的输出端与平衡监测模块的启动控制端连接。

数据收发模块，用于接收电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率；以及，将所述湿度发送至分析控制模块，并根据平衡监测模块的请求将所述电流或功率发送至平衡监测模块。

分析控制模块，用于将当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度与预设阈值比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，启动平衡监测模块，并控制执行机构在当前时刻的下一时刻按照预设方案调整对应目标控制参数，直到接收到平衡监测模块发出的平衡指令，向执行结构发出关闭指令。所述目标控制参数包括电堆内温度、供气计量比、排气阀开启时间占比中的至少一种。

平衡监测模块，用于启动后，向数据收发模块发出获取所述电流或功率的请求，根据反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率变化率与预设阈值比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，一旦达到平衡状态立即向分析控制模块发出平衡指令。可选地，所述变化率可以是固定时间间隔中的平均斜率。

优选地，分析控制模块执行如下程序：

S21. 获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度a；

S22. 将所述湿度a与预设阈值A进行比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；当a=A时，不需要调整，否则启动平衡监测模块，并执行步骤S23或步骤S24；

S23. 当a＞A时，判定电堆偏湿，控制执行结构执行如下方案：增加空压机转速和节气门开度，提高供气计量比；或者，增加散热风扇的响应，提高电堆堆内温度；或者，缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度；

S24. 当a＜A时，判定电堆偏干，控制执行结构执行如下方案：降低空压机转速和节气门开度，降低供气计量比；或者，降低散热风扇的响应，降低电堆堆内温度；或者，增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度。

优选地，步骤S23中，当a＞A时，所述分析控制模块控制执行结构执行如下程序：

S231. 执行方案一：缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比；

S232. 若执行方案一时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行机构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案二：缩短排放阀开启间隙长度，同时，增加空压机转速和节气门开度；

S234. 若执行方案二时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行机构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案三直到接收到平衡指令：缩短排放阀开启间隙长度，增加空压机转速和节气门开度，同时，提高散热风扇的转速；

优选地，步骤S24中，当a＜A时，所述分析控制模块控制执行结构执行如下程序：

S241. 执行方案四：增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比；

S242. 若执行方案四时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行结构，否则，控制执行机构执行方案五：增加排放阀开启间隙长度，同时，降低空压机转速和节气门开度；

S243. 若执行方案五时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行结构，否则，控制执行机构执行方案六直到接收到平衡指令：增加排放阀开启间隙长度，同时，降低空压机转速和节气门开度，降低散热风扇的转速。

优选地，平衡监测模块执行如下程序：

S31. 启动后，向数据收发模块发出获取电流或功率的请求；

S32. 接收反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率，获取所述电流或功率在所述预设时段内的平均斜率作为所述电流或功率的变化率b；

S33. 将所述b与预设阈值B进行比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，如果变化率等于预设阈值，判定达到平衡状态，立即向分析控制模块发出平衡指令，否则，判定未达到平衡状态，继续下一时刻的判断，直到判定达到平衡状态。

与实施例1相比，本实施例提供的装置具有如下优点：利用系统自带的硬件特性建立与燃料电池堆内湿度的关联关系，不引入额外复杂硬件实现湿度监控；利用在线数据平台进行分时判定，非实时调整，避免系统工况紊乱无法收敛；无需EIS等复杂技术，可适应不同气候，智能调整燃料电池适应工况，提升燃料电池运行可靠性和耐久性。

实施例3

本发明还提供了一种与实施例1、2装置对应的用于燃料电池的湿度调控方法，包括如下步骤：

S1. 获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度；具体第

S2. 根据所述湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；如果需要调整，执行下一步，否则，进入下一周期的循环判断；

S3. 控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度；所述目标控制参数包括排氢阀的开启时间占比、供气计量比、电堆堆内温度、供气压力中的至少一种；

S4. 获取调整时刻起燃料电池重氢循环泵的电流或功率，根据所述电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后结束对执行机构的控制。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对现有技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，包括：

数据采集设备，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率，发送至控制器；

控制器，用于根据当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度，并在调整过程中根据氢循环泵的电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后关闭；

执行机构，用于根据控制器的控制启动，对电堆内部湿度进行调整。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述数据采集设备进一步包括：

电流功率测量设备，设置于燃料电池中氢循环泵的输入端，用于实时采集所述氢循环泵的运行电流、功率，发送至控制器；

湿度传感器，置于燃料电池的阳极入口处，用于实时采集电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，发送至控制器。

3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述执行机构包括：

排气阀控制单元，用于控制燃料电池中与电堆相连的排氢阀的开启与关闭；

温度控制单元，用于通过控制燃料电池中散热风扇的转速，对电堆内温度进行提升或降低；

供气控制单元，用于控制燃料电池中空压机转速、节气门开度，对电堆的供气计量比进行提升或降低。

4.根据权利要求3所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述控制器进一步包括：

数据收发模块，用于接收电堆阳极出口处被引射氢气的湿度，以及燃料电池中氢循环泵的电流或功率；以及，将所述湿度发送至分析控制模块，并根据平衡监测模块的请求将所述电流或功率发送至平衡监测模块；

分析控制模块，用于将当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度与预设阈值比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；以及，如果需要调整，启动平衡监测模块，并控制执行机构在当前时刻的下一时刻按照预设方案调整对应目标控制参数，直到接收到平衡监测模块发出的平衡指令，向执行结构发出关闭指令；所述目标控制参数包括电堆内温度、供气计量比、排气阀开启时间占比中的至少一种；

平衡监测模块，用于启动后，向数据收发模块发出获取所述电流或功率的请求，根据反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率变化率与预设阈值比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，一旦达到平衡状态立即向分析控制模块发出平衡指令。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述分析控制模块执行如下程序：

获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度a；

将所述湿度a与预设阈值A进行比较，判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；当a=A时，不需要调整，否则启动平衡监测模块，并执行下一步；

当a＞A时，判定电堆偏湿，控制执行结构执行如下方案：增加空压机转速和节气门开度，提高供气计量比；或者，增加散热风扇的响应，提高电堆堆内温度；或者，缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度；

当a＜A时，判定电堆偏干，控制执行结构执行如下方案：降低空压机转速和节气门开度，降低供气计量比；或者，降低散热风扇的响应，降低电堆堆内温度；或者，增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比来改善电堆内湿度。

6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，当a＞A时，所述分析控制模块控制执行结构执行如下程序：

执行方案一：缩短排放阀开启间隙长度，以提高排氢阀开启时间占比；

若执行方案一时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行机构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案二：缩短排放阀开启间隙长度，同时，增加空压机转速和节气门开度；

若执行方案二时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行机构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案三直到接收到平衡指令：缩短排放阀开启间隙长度，增加空压机转速和节气门开度，同时，提高散热风扇的转速。

7.根据权利要求5所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，当a＜A时，所述分析控制模块控制执行结构执行如下程序：

执行方案四：增加排放阀开启间隙长度，以降低排氢阀开启时间占比；

若执行方案四时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行结构，否则，在该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案五：增加排放阀开启间隙长度，同时，降低空压机转速和节气门开度；

若执行方案五时刻起预设时段内接收到平衡监测模块发送的平衡指令，则关闭执行结构，否则，该预设时段结束时刻起控制执行机构执行方案六直到接收到平衡指令：增加排放阀开启间隙长度，同时，降低空压机转速和节气门开度，降低散热风扇的转速。

8.根据权利要求4-7之一所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，所述平衡监测模块执行如下程序：

启动后，向数据收发模块发出获取电流或功率的请求；

接收反馈的当前时刻起预设时段内氢循环泵的电流或功率，获取所述电流或功率在所述预设时段内的平均斜率作为所述电流或功率的变化率b；

将所述b与预设阈值B进行比较，判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，如果变化率等于预设阈值，判定达到平衡状态，立即向分析控制模块发出平衡指令，否则，判定未达到平衡状态，继续下一时刻的判断，直到判定达到平衡状态。

9.根据权利要求4-7之一所述的用于燃料电池的湿度调控装置，其特征在于，还包括外部数据显示控制平台；

所述外部数据显示控制平台，用于获取数据采集设备实时采集的电堆阳极出口处被引射氢气的湿度、氢循环泵的电流或功率，以及控制器当前采用的预设方案，将其存储并显示。

10.一种用于燃料电池的湿度调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取当前时刻电堆阳极出口处被引射氢气的湿度；

根据所述湿度判断燃料电池电堆内部湿度是否需要调整；如果需要调整，执行下一步，否则，进入下一周期的循环判断；

控制执行机构在当前时刻的下一时刻调整对应目标控制参数，以改变电堆内部湿度；所述目标控制参数包括排氢阀的开启时间占比、供气计量比、电堆堆内温度、供气压力中的至少一种；

获取调整时刻起燃料电池重氢循环泵的电流或功率，根据所述电流或功率的实时变化判断电堆内部湿度是否达到平衡状态，在达到平衡状态后结束对执行机构的控制。

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