CN114865009A - 一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆工程技术领域，公开一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法。其中燃料电池气路控制系统包括第一管路、第二管路和第三管路，第一管路连接于燃料电池的进气口，第一管路上依次设置有空气滤芯、空压机的进气端、进堆截止阀和进堆压力传感器；第二管路连接于燃料电池的排气口，第二管路上依次设置有出堆截止阀、排气节流阀、涡轮机入口压力传感器和空压机的涡轮端，空压机的涡轮端设置有VNT；第三管路一端连接于空压机的涡轮端的进气口，另一端连接于空压机的涡轮端的排气口，第三管路上设置有涡轮机旁通阀。本发明实现对电堆需求压力的闭环控制，提高燃料电池的工作效率，提高燃料电池内电堆的使用寿命。

Description

一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法。
背景技术
在燃料电池的电控系统中，气路的控制对整个系统能否高响应、高稳定的输出电能至关重要。电堆内部空气与氢气充分化学反应需要足够的气路压力，并且氢气路压力大小随空气路压力动态调节，使质子交换膜两侧压差在合理范围内；但过大的空气压力可能导致空压机喘振，从而造成空压机及质子交换膜不可逆的损坏。因此气路压力的控制过程会影响空气进堆压力、空压机状态与氢气路压差等关键因素。执行器的设置和控制不良，不但会导致电堆无法发挥出最大效能，很可能会降低电堆寿命。当前电堆空气压力的控制主要是靠电控空压机进行控制，通过空气旁通阀调整进气流量。
基于此，亟需一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法，以解决上述存在的问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法，实现对电堆需求压力的闭环控制，提高燃料电池的工作效率，提高燃料电池内电堆的使用寿命。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，提供一种燃料电池气路控制系统，包括：
第一管路，其连接于燃料电池的进气口，所述第一管路上依次设置有空气滤芯、空压机的进气端、进堆截止阀和进堆压力传感器；
第二管路，其连接于所述燃料电池的排气口，所述第二管路上依次设置有出堆截止阀、排气节流阀、涡轮机入口压力传感器和空压机的涡轮端，所述空压机的涡轮端设置有VNT；
第三管路，其一端连接于所述空压机的涡轮端的进气口，另一端连接于所述空压机的涡轮端的排气口，所述第三管路上设置有涡轮机旁通阀。
作为一种燃料电池气路控制系统的优选技术方案，还包括第四管路，所述第四管路一端连接于所述进堆截止阀的进气口，另一端连接于所述排气节流阀的排气口，所述第四管路上设置有第一旁通阀。
作为一种燃料电池气路控制系统的优选技术方案，所述第一管路上还设置有中冷器和第一温度传感器，所述中冷器位于所述空压机的进气端的下游，所述第一温度传感器用于测量所述中冷器排气口的气体温度。
作为一种燃料电池气路控制系统的优选技术方案，所述第二管路上还设置有湿度混合器，所述湿度混合器设置于所述排气节流阀和所述出堆截止阀之间，所述湿度混合器连通于所述进堆截止阀的进气口；
所述第一管路上设置有湿度传感器，所述湿度传感器设置于所述进堆截止阀和所述湿度混合器之间，所述湿度传感器用于检测进入所述燃料电池的气体湿度。
作为一种燃料电池气路控制系统的优选技术方案，还包括第五管路，所述第五管路一端连接于所述湿度混合器的进气口，另一端连接于所述湿度混合器的排气口，所述第五管路上设置有第二旁通阀。
作为一种燃料电池气路控制系统的优选技术方案，所述排气节流阀和所述涡轮机入口压力传感器之间设置有水汽分离器。
作为一种燃料电池气路控制系统的优选技术方案，所述空气滤芯和所述空压机的进气端之间设置有流量传感器。
第二方面，提供一种电堆进气压力控制方法，使用以上任一项所述的燃料电池气路控制系统，所述电堆进气压力控制方法包括以下步骤：
S1、获取燃料电池的电堆需求压力，检测燃料电池的第一气体压力；
S2、检测VNT的开度，若所述VNT的开度小于7％时，进行步骤S31；
若所述VNT的开度为7％-98％，进行步骤S32；
若所述VNT的开度大于98％，进行步骤S33；
S31、通过PID控制输出排气节流阀的第一开度调节值，以使所述第一气体压力调节至所述电堆需求压力；
S32、排气节流阀全开，根据电堆需求压力通过PID控制计算出空压机的涡轮端入口的涡轮入口期望压力；检测所述空压机的涡轮端入口的第二气体压力，通过PID控制输出VNT的第二开度调节值，以使所述第二气体压力调节至所述涡轮入口期望压力；
S33、调节涡轮机旁通阀的开度，以使所述第一气体压力调节至所述电堆需求压力。
作为一种电堆进气压力控制方法的优选技术方案，在所述S31步骤中，还包括检测所述空压机的涡轮端入口的第二气体压力，根据所述第二气体压力、所述第一气体压力和所述电堆需求压力制作所述排气节流阀的第三开度调节值的预控制图表，所述第一开度调节值与所述第三开度调节值相加作为所述排气节流阀的最终位置控制值。
作为一种电堆进气压力控制方法的优选技术方案，在所述S32步骤中，还包括根据所述第二气体压力、所述涡轮入口期望压力制作所述排气节流阀的第四开度调节值的预控制图表，所述第二开度调节值与所述第四开度调节值相加作为所述VNT的最终位置调节值。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种燃料电池气路控制系统及电堆进气压力控制方法，工作时，空压机的进气端将气体经第一管路输送至燃料电池的电堆内，气体在燃料电池电堆内进行反应，然后经第二管路排出。第二管路内的气体经过空压机的涡轮端时，VNT控制气体辅助涡轮端的叶片转动，进而带动空压机叶片转动，通过VNT开度变化实现对废气吹动涡轮叶片角度动态调节，提高对废气动能回收效率，进一步减小空压机能量消耗。
当电堆功率较小时，即VNT开度在7％以内，空压机的涡轮端对空压机效率提升起反作用，此时采用排气节流阀闭环控制的方式进行气路压力闭环控制，减小空压机的涡轮端对空压机能量的消耗；通过进堆压力传感器检测燃料电池内电堆的第一气体压力，对比第一气体压力与电堆需求压力，通过PID控制输出排气节流阀的第一开度调节值，以使第一气体压力调节至电堆需求压力；当第一气体压力大于电堆需求压力时，增加排气节流阀的开度，快速释放电堆内的气路压力，满足电堆需求压力的同时防止空压机喘振及质子交换膜损坏；当第一气体压力小于电堆需求压力时，减少排气节流阀的开度，积累电堆内的气路压力。
当电堆功率较大时，即VNT的开度为7％-98％，空压机的涡轮端的废气对空压机效率提升作用明显，此时采用基于VNT闭环控制的方式进行气路压力闭环控制，排气节流阀全开。通过进堆压力传感器检测燃料电池内电堆的第一气体压力，对比第一气体压力与电堆需求压力，通过PID控制调节VNT的开度，以使第一气体压力调节至电堆需求压力；当第一气体压力大于电堆需求压力时，增加VNT的开度，快速释放电堆内的气路压力，满足电堆需求压力的同时防止空压机喘振及质子交换膜损坏；当第一气体压力小于电堆需求压力时，减少VNT的开度，积累电堆内的气路压力。
当VNT的开度大于98％时，对应电堆气路压力过高，此时打开涡轮机旁通阀进行泄压，保护空压机及电堆系统。以此达到气路压力闭环控制和全工况空压机能量的最小消耗。
本发明通过控制空压机的转速控制进入电堆的空气压力，通过调节排气节流阀的开度和调节VNT的开度，实现对电堆需求压力的闭环控制，快速响应电堆需求压力，提高燃料电池的工作效率，提高燃料电池内电堆的使用寿命。排气节流阀、VNT与空压机一起综合控制电堆内空气路压力的同时，保护空压机和电堆系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的燃料电池气路控制系统的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的电堆进气压力控制方法的示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的电堆进气压力控制方法中S31步骤的原理图；
图4是本发明具体实施方式提供的电堆进气压力控制方法的S32步骤的原理图。
图中标记如下：
10、燃料电池；
1、第一管路；11、空气滤芯；12、空压机的进气端；13、进堆截止阀；14、进堆压力传感器；15、中冷器；16、第一温度传感器；17、湿度传感器；18、流量传感器；19、第二温度传感器；
2、第二管路；21、出堆截止阀；22、排气节流阀；23、涡轮机入口压力传感器；24、空压机的涡轮端；25、湿度混合器；26、水汽分离器；27、VNT；
3、第三管路；31、涡轮机旁通阀；
4、第四管路；41、第一旁通阀；
5、第五管路；51、第二旁通阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1所示，本实施例提供一种燃料电池气路控制系统，该燃料电池气路控制系统包括第一管路1、第二管路2和第三管路3，第一管路1连接于燃料电池10的进气口，第一管路1上依次设置有空气滤芯11、空压机的进气端12、进堆截止阀13和进堆压力传感器14，空气滤芯11用于过滤气体中的杂质，空压机的进气端12驱动气体在第一管路1内流动，进堆截止阀13能够控制第一管路1的通断，进堆压力传感器14用于检测燃料电池10进气口的气体压力，进而检测燃料电池10内电堆的第一气体压力；第二管路22连接于燃料电池1010的排气口，第二管路22上依次设置有出堆截止阀21、排气节流阀22、涡轮机入口压力传感器23和空压机的涡轮端24，空压机的涡轮端24设置有VNT27(Variable Nozzle Turbine，可变喷嘴涡轮增压器)，出堆截止阀21用于控制第二管路2的通断，排气节流阀22用于调节第二管路22内气体的流量，VNT27用于对废气吹动涡轮叶片角度动态调节以及调节第二管路2内气体的流量，涡轮机入口压力传感器23用于检测空压机的涡轮端24入口的第二气体压力。第三管路3一端连接于空压机的涡轮端24的进气口，另一端连接于空压机的涡轮端24的排气口，第三管路3上设置有涡轮机旁通阀31。
工作时，空压机的进气端12将气体经第一管路1输送至燃料电池10的电堆内，气体在燃料电池10电堆内进行反应，然后经第二管路2排出。第二管路2内的气体经过空压机的涡轮端24时，VNT27控制气体辅助涡轮端的叶片转动，进而带动空压机叶片转动，通过VNT27开度变化实现对废气吹动涡轮叶片角度动态调节，提高对废气动能回收效率，进一步减小空压机能量消耗。
当电堆功率较小时，即VNT27开度在7％以内，空压机的涡轮端24对空压机效率提升起反作用，此时采用排气节流阀22闭环控制的方式进行气路压力闭环控制，减小空压机的涡轮端24对空压机能量的消耗；通过进堆压力传感器14检测燃料电池10内电堆的第一气体压力，对比第一气体压力与电堆需求压力，通过PID控制输出排气节流阀22的第一开度调节值，以使第一气体压力调节至电堆需求压力；当第一气体压力大于电堆需求压力时，增加排气节流阀22的开度，快速释放电堆内的气路压力，满足电堆需求压力的同时防止空压机喘振及质子交换膜损坏；当第一气体压力小于电堆需求压力时，减少排气节流阀22的开度，积累电堆内的气路压力。
当电堆功率较大时，即VNT27的开度为7％-98％，空压机的涡轮端24的废气对空压机效率提升作用明显，此时采用基于VNT27闭环控制的方式进行气路压力闭环控制，排气节流阀22全开。通过进堆压力传感器14检测燃料电池10内电堆的第一气体压力，对比第一气体压力与电堆需求压力，通过PID控制调节VNT27的开度，以使第一气体压力调节至电堆需求压力；当第一气体压力大于电堆需求压力时，增加VNT27的开度，快速释放电堆内的气路压力，满足电堆需求压力的同时防止空压机喘振及质子交换膜损坏；当第一气体压力小于电堆需求压力时，减少VNT27的开度，积累电堆内的气路压力。
当VNT27的开度大于98％时，对应电堆气路压力过高，此时打开涡轮机旁通阀31进行泄压，保护空压机及电堆系统。以此达到气路压力闭环控制和全工况空压机能量的最小消耗。
本实施例通过控制空压机的转速控制进入电堆的空气压力，通过调节排气节流阀22的开度和调节VNT27的开度，实现对电堆需求压力的闭环控制，快速响应电堆需求压力，提高燃料电池10的工作效率，提高燃料电池10内电堆的使用寿命。排气节流阀22、VNT27与空压机一起综合控制电堆内空气路压力的同时，保护空压机和电堆系统。
本实施例中，空气滤芯11和空压机的进气端12之间设置有流量传感器18，流量传感器18用于检测第一管路1内的气体流量，根据流量传感器18的检测值调节空压机的转速，提高燃料电池10的性能。
第二管路2内的气体能够驱动空压机的涡轮端24的涡轮转动，对气体的能量回收，但是过大的空气压力可能导致空压机的喘振。通过空压机的实际转速计算喘振流量，查询喘振压力值，当第二管路2内的气体压力达到喘振压力值时，立刻打开涡轮机旁通阀31进行泄压，防止发生空压机喘振，能够有效的避免空压机进入喘振区，提升电堆空气的吹扫能力，快速调整空燃比。
该燃料电池气路控制系统还包括第四管路4，第四管路4一端连接于进堆截止阀13的进气口，另一端连接于排气节流阀22的排气口，第四管路4上设置有第一旁通阀41。第一管路1内过大的空气压力可能导致空压机的喘振，通过空压机的实际转速计算喘振流量，根据空压机故有特性图表查询喘振压力值。当第一管路1内的气体压力达到喘振压力值时，立刻打开第一旁通阀41进行泄压，防止发生空压机喘振，能够有效的避免空压机进入喘振区，以及防止质子交换膜破裂，提升电堆空气的吹扫能力，快速调整空燃比。
为了提高燃料电池10的性能，需要调节燃料电池10的进气温度至预设温度。进一步地，第一管路1上还设置有中冷器15和第一温度传感器16，中冷器15位于空压机的进气端12的下游，中冷器15能够调节第一管路1内的气体温度，进而提高燃料电池10性能，第一温度传感器16连接于中冷器15的排气口，用于测量中冷器15排气口的气体温度。
由于第一温度传感器16距离燃料电池10的进气口较远，为了提高燃料电池10内气体温度的检测精度，第一管路1上还设置有第二温度传感器19，第二温度传感器19用于检测燃料电池10的进气口的气体温度。
为了提高燃料电池10的性能，需要调节燃料电池10的进气湿度至预设湿度。第二管路2上还设置有湿度混合器25，湿度混合器25设置于排气节流阀22和出堆截止阀21之间，湿度混合器25连通于进堆截止阀13的进气口，燃料电池10内排出的气体湿度较高，经第二管路2流动时，能够经过湿度混合器25进入第一管路1中，进而达到增加第一管路1内气体湿度的目的，实现对燃料电池10的进气湿度的调节；第一管路1上设置有湿度传感器17，湿度传感器17设置于进堆截止阀13和湿度混合器25之间，湿度传感器17用于检测进入燃料电池10的气体湿度。
优选地，还包括第五管路5，第五管路5一端连接于湿度混合器25的进气口，另一端连接于湿度混合器25的排气口，第五管路5上设置有第二旁通阀51。当第一管路1内的气体湿度达到预设湿度时，为了防止湿度继续提高，可通过调节第二旁通阀51的开度，燃料电池10排出的气体部分经第五管路5排出，进而减少经过湿度混合器25的气体量，进一步提高了第一管路1内气体湿度的可控性。
更进一步地，排气节流阀22和涡轮机入口压力传感器23之间设置有水汽分离器26，气体经过水汽分离器26时，气体内的水分液化，减少气体湿度，使干燥的气体流入空压机的涡轮端24，防止湿气影响空压机的寿命。
如图2-图4所示，本实施例还提供一种电堆进气压力控制方法，使用上述的燃料电池气路控制系统，电堆进气压力控制方法包括以下步骤：
S1、获取燃料电池10的电堆需求压力，检测燃料电池10的第一气体压力；
S2、检测VNT27的开度，若VNT27的开度小于7％时，进行步骤S31；
若VNT27的开度为7％-98％，进行步骤S32；
若VNT27的开度大于98％，进行步骤S33；
S31、通过PID控制输出排气节流阀22的第一开度调节值，以使第一气体压力调节至电堆需求压力；当第一气体压力大于电堆需求压力时，增加排气节流阀22的开度；当第一气体压力小于电堆需求压力时，减少排气节流阀22的开度。其中，电堆需求压力与进堆压力传感器14实际采集值进行偏差计算，进行PID闭环控制，其中I控制参数计算要包含积分抗饱和功能。计算得到闭环控制的排气节流阀22角度，用于排气节流阀22的位置控制。
VNT27开度在7％以内，空压机的涡轮端24对空压机效率提升起反作用，此时采用排气节流阀22闭环控制的方式进行气路压力闭环控制，减小空压机的涡轮端24对空压机能量的消耗；
S32、排气节流阀22全开，根据电堆需求压力通过PID控制计算出空压机的涡轮端24入口的涡轮入口期望压力；其中，由电堆需求压力与第一气体压力进行偏差计算，进行PID闭环控制，其中I控制参数计算要包含积分抗饱和功能，计算得到闭环控制的涡轮入口期望压力值，基于VNT27和进堆压力传感器14采集值进行闭环控制得到涡轮入口期望压力值，实现第一次PID闭环控制。需要说明的是，由于VNT27距离进堆压力传感器14的距离较远，因此增设涡轮机入口压力传感器23，将电堆需求压力变更为涡轮入口期望压力。
检测空压机的涡轮端24入口的第二气体压力，通过PID控制输出VNT27的第二开度调节值，以使第二气体压力调节至涡轮入口期望压力，当第二气体压力大于涡轮入口期望压力时，增加VNT27的开度；当第二气体压力小于涡轮入口期望压力时，减少VNT27的开度。由涡轮入口期望压力值与第二气体压力进行偏差计算，进行PID闭环控制，其中I控制参数计算要包含积分抗饱和功能，计算得到闭环控制的VNT27开度位置，实现第二次PID闭环控制。
S32步骤中，VNT27的开度为7％-98％，空压机的涡轮端24的废气对空压机效率提升作用明显，此时采用基于VNT27闭环控制的方式进行气路压力闭环控制，排气节流阀22全开。
S33、调节涡轮机旁通阀31的开度，以使第一气体压力调节至电堆需求压力。VNT27的开度大于98％时，对应电堆气路压力过高，此时打开涡轮机旁通阀31进行泄压，保护空压机及电堆系统。以此达到气路压力闭环控制和全工况空压机能量的最小消耗。
在S31步骤中，为快速响应电堆压力变化需求，增加排气节流阀22的预控制。还包括检测排气节流阀22的排气口的第二气体压力，根据第二气体压力、第一气体压力和电堆需求压力制作排气节流阀22的第三开度调节值的预控制图表，第一开度调节值与第三开度调节值相加作为排气节流阀22的最终位置控制值。其中，预控制图表通过排气节流阀22两侧压力偏差与排气节流阀22位置关系得到预控制图表，预控制图表根据工作人员多次试验进行绘制。本实施例中，预控制输出的第三开度调节值能够对排气节流阀22的开度进行粗调，使第一气体压力快速调节至电堆需求压力附近，提高第一气体压力的调节效率；然后PID闭环控制输出的第一开度调节值对排气节流阀22的开度进行精调，使第一气体压力调节至电堆需求压力。
在S32步骤中，为快速响应电堆压力变化需求，本实施例增加VNT27压力双闭环控制的预控制。根据第二气体压力、涡轮入口期望压力制作VNT27的第四开度调节值的预控制图表，第一开度调节值与第四开度调节值相加作为VNT27的最终位置调节值。其中，涡轮入口期望压力值的预控制图表由电堆目标电流查表得到；VNT27开度位置预控制图表由基于VNT27开度对应压比及流量特性图表得到。预控制输出结果的第四开度调节值与第二次PID闭环控制输出结果的第四开度调节值相加作为VNT27的最终位置调节值。
本实施例中，预控制输出的第四开度调节值能够对VNT27的开度进行粗调，使第二气体压力快速调节至涡轮入口期望压力值附近，提高第二气体压力的调节效率；然后第二次PID闭环控制输出的第四开度调节值对VNT27的开度进行精调，使第二气体压力调节至涡轮入口期望压力值。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种燃料电池气路控制系统，其特征在于，包括：
第一管路(1)，其连接于燃料电池(10)的进气口，所述第一管路(1)上依次设置有空气滤芯(11)、空压机的进气端(12)、进堆截止阀(13)和进堆压力传感器(14)；
第二管路(2)，其连接于所述燃料电池(10)的排气口，所述第二管路(2)上依次设置有出堆截止阀(21)、排气节流阀(22)、涡轮机入口压力传感器(23)和空压机的涡轮端(24)，所述空压机的涡轮端(24)设置有VNT(27)；
第三管路(3)，其一端连接于所述空压机的涡轮端(24)的进气口，另一端连接于所述空压机的涡轮端(24)的排气口，所述第三管路(3)上设置有涡轮机旁通阀(31)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池气路控制系统，其特征在于，还包括第四管路(4)，所述第四管路(4)一端连接于所述进堆截止阀(13)的进气口，另一端连接于所述排气节流阀(22)的排气口，所述第四管路(4)上设置有第一旁通阀(41)。
3.根据权利要求1所述的燃料电池气路控制系统，其特征在于，所述第一管路(1)上还设置有中冷器(15)和第一温度传感器(16)，所述中冷器(15)位于所述空压机的进气端(12)的下游，所述第一温度传感器(16)用于测量所述中冷器(15)排气口的气体温度。
4.根据权利要求1所述的燃料电池气路控制系统，其特征在于，所述第二管路(2)上还设置有湿度混合器(25)，所述湿度混合器(25)设置于所述排气节流阀(22)和所述出堆截止阀(21)之间，所述湿度混合器(25)连通于所述进堆截止阀(13)的进气口；
所述第一管路(1)上设置有湿度传感器(17)，所述湿度传感器(17)设置于所述进堆截止阀(13)和所述湿度混合器(25)之间，所述湿度传感器(17)用于检测进入所述燃料电池(10)的气体湿度。
5.根据权利要求4所述的燃料电池气路控制系统，其特征在于，还包括第五管路(5)，所述第五管路(5)一端连接于所述湿度混合器(25)的进气口，另一端连接于所述湿度混合器(25)的排气口，所述第五管路(5)上设置有第二旁通阀(51)。
6.根据权利要求1所述的燃料电池气路控制系统，其特征在于，所述排气节流阀(22)和所述涡轮机入口压力传感器(23)之间设置有水汽分离器(26)。
7.根据权利要求1所述的燃料电池气路控制系统，其特征在于，所述空气滤芯(11)和所述空压机的进气端(12)之间设置有流量传感器(18)。
8.一种电堆进气压力控制方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的燃料电池气路控制系统，所述电堆进气压力控制方法包括以下步骤：
S1、获取燃料电池(10)的电堆需求压力，检测燃料电池(10)的第一气体压力；
S2、检测VNT(27)的开度，若所述VNT(27)的开度小于7％时，进行步骤S31；
若所述VNT(27)的开度为7％-98％，进行步骤S32；
若所述VNT(27)的开度大于98％，进行步骤S33；
S31、通过PID控制输出排气节流阀(22)的第一开度调节值，以使所述第一气体压力调节至所述电堆需求压力；
S32、排气节流阀(22)全开，根据电堆需求压力通过PID控制计算出空压机的涡轮端(24)入口的涡轮入口期望压力；检测所述空压机的涡轮端(24)入口的第二气体压力，通过PID控制输出VNT(27)的第二开度调节值，以使所述第二气体压力调节至所述涡轮入口期望压力；
S33、调节涡轮机旁通阀(31)的开度，以使所述第一气体压力调节至所述电堆需求压力。
9.根据权利要求8所述的电堆进气压力控制方法，其特征在于，在所述S31步骤中，还包括检测所述空压机的涡轮端(24)入口的第二气体压力，根据所述第二气体压力、所述第一气体压力和所述电堆需求压力制作所述排气节流阀(22)的第三开度调节值的预控制图表，所述第一开度调节值与所述第三开度调节值相加作为所述排气节流阀(22)的最终位置控制值。
10.根据权利要求8所述的电堆进气压力控制方法，其特征在于，在所述S32步骤中，还包括根据所述第二气体压力、所述涡轮入口期望压力制作所述VNT(27)的第四开度调节值的预控制图表，所述第二开度调节值与所述第四开度调节值相加作为所述VNT(27)的最终位置调节值。
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