CN1606187A - 用于燃料电池堆的温度/湿度控制系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于燃料电池堆的温度/湿度控制系统，包括：加湿装置，其具有将水转变为蒸汽的振动器，存储由振动器产生的蒸汽的存储部件，至少一个混合部件以加湿与存储部件中存储的蒸汽一起提供给燃料电池堆的氢气和空气；形成为预热由混合部件加湿的氢气和空气的预热装置；至少一个温度感应器检测已经通过预热装置的氢气和空气的温度，并检测燃料电池堆的冷却剂温度；至少一个湿度感应器检测已经通过加湿装置的氢气和空气的湿度；以及燃料电池控制单元基于温度感应器和湿度感应器的信号控制加湿装置和预热装置。

Description

用于燃料电池堆的温度/湿度控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于燃料电池堆的温度/湿度控制系统及其控制方法。
背景技术
通常，为了在燃料电池堆中产生电功率，氢离子必须通过膜转移到阴极，膜必须是湿的以用于氢离子的转移。
当氢离子转移到阴极上时，氢离子带走水分子。因此，为了保持膜的湿度为适当值，必须加湿提供给燃料电池堆的氢气。
存在两种一般的用于加湿氢的方法：一种是内部加湿法，其中在燃料电池堆内部实现加湿，另一种为外部加湿法，其中在燃料电池堆外部加湿氢气。
由于能同时实现产生电功率以及在燃料电池堆内部氢气的加湿使得燃料电池堆能很容易的安装在车辆中，因此内部加湿法具有各种优点。
在外部加湿法中，加湿器包括将水转变为蒸汽的振动器，将蒸汽转移到氢气补给管和空气补给管上的鼓风机。根据操作条件的改变，控制所产生的蒸汽以及所转移的蒸汽的量，从而将最佳湿度提供给膜。
在这样的现有加湿系统中，由振动器产生并提供给氢气补给管及空气补给管的蒸汽采用多个鼓风机，因此增加了功率消耗并且需要不同的控制逻辑。
此外，为了控制所产生的蒸汽及所要转移的蒸汽的量，需要多个控制逻辑路径及控制电路。因此，优化控制逻辑十分困难。
另外，由氢气的压降及氢气和空气的混合蒸汽所导致的温度下降不能得到补偿。
在本发明的背景技术部分中所揭示的信息仅用于有助于理解本发明的背景，不能作为一种确认或者任何形式的建议，该信息形成本领域的技术人员已经知道的现有技术。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于电池堆的温度/湿度控制系统，其中提供给燃料电池堆的氢气和空气能有效的预热与加湿。
在本发明的优选实施例中，用于电池堆的温度/湿度控制系统包括：加湿装置，其具有形成为将水转变为蒸汽的振动器；存储由振动器产生的蒸汽的存储部件；至少一个混合部件，其形成为加湿与由存储部件存储的蒸汽一起提供给燃料电池堆的氢气和空气；预热部件，其形成为预热由混合部件加湿的氢气和空气；至少一个温度感应器，其检测已经通过预热装置的氢气和空气的温度以及燃料电池堆的冷却剂温度并输出相应的信号；至少一个湿度感应器，其检测已经通过加湿装置的氢气和空气的湿度并输出相应的信号；燃料电池控制单元，其基于温度感应器和湿度感应器的信号控制加湿装置和预热装置。
优选是混合部件包括：设置在氢气补给管内的第一混合部件，设置在空气补给管内的第二混合部件。
更优选的是每一第一混合部件和第二混合部件包括汾丘里管(venturi tube)，汾丘里管形成为通过由于氢气流体和空气流体的速度增加所导致的压降从存储部件中吸取蒸汽。
优选的是预热装置包括：设置在氢气补给管内的第一预热部件，设置在空气补给管内的第二预热部件。
还优选的是每一第一和第二预热部件包括可变电阻器，该可变电阻器由通过流过它的电流进行散热。
优选的是，预热装置包括至少一预热部件，该预热部件形成为采用所提供的电流进行散热，响应燃料电池控制单元的控制信号能选择性的将预热部件和电源电连接在一起的预热开关；其中加湿装置还包括振动器动作开关，其形成为选择性的将振动器和电源电连接在一起。
优选的是，控制系统还包括形成为存储由燃料电池堆中的氢气和水之间的反应所产生的水的蓄水器。
还优选的是，控制系统包括安装在蓄水器上的排水部分，该排水部分形成为当所存储的水的数量高于特定值时排出存储其中的水。
优选的是至少一个温度感应器包括：第一温度感应器，其检测已经通过预热装置的氢气的温度；第二温度感应器，其检测已经通过预热装置的空气的温度。
还优选的是，如果由第一温度感应器所检测的氢气温度低于第一预定温度，燃料电池控制单元控制预热装置以预热提供给燃料电池堆的氢气，且如果由第二温度感应器检测到的空气温度低于第一预定温度，燃料电池控制单元控制预热装置以预热提供给燃料电池堆的空气。
还优选的在于燃料电池控制单元，其中如果由第一温度感应器所检测的氢气温度高于第二预定温度，燃料电池控制单元控制预热装置以不预热提供给燃料电池堆的氢气，且如果由第二温度感应器所检测的空气温度高于第二预定温度，燃料电池控制单元控制预热装置以不预热提供给燃料电池堆的空气。
优选的是，预热装置通过第一通道连接到燃料电池堆上，蓄水器通过第二通道连接到预热装置上，使得在燃料电池堆中的冷却剂通过预热装置转移到蓄水器上，第一阀门设置在第一通道内以控制从燃料电池堆到预热装置中的冷却剂的流动，第二阀门设置在第二通道内以控制从预热装置到蓄水器中的冷却剂的流动，第一和第二阀门的动作由燃料电池控制单元控制。
还优选的是预热装置包括一可变电阻器，其电阻由燃料控制单元控制，并形成为依照电流进行散热，其中至少一个温度感应器包括第三温度感应器，第三温度感应器检测燃料电池堆中的冷却剂的温度，其中如果由第三温度感应器检测到的冷却剂温度高于第三预定温度，燃料电池控制单元控制第一和第二阀门开并控制可变电阻器降低其阻值。
还优选的是，如果由第三温度感应器检测到的冷却剂温度高于第四预定温度，控制单元控制第一和第二阀门打开，并控制预热装置不运行。
还优选的是，第四预定温度确定为提供给燃料电池堆的氢气和空气仅由从燃料电池堆经预热装置转移到蓄水器的冷却剂进行预热的温度。
优选的是，至少一个湿度感应器包括：第一湿度感应器，其检测已经通过加湿装置的氢气的湿度并输出相应的信号；第二湿度感应器，其检测已经通过加湿装置的空气的湿度并输出相应的信号。
还优选的是，燃料电池控制单元控制振动器，使得如果由第一湿度感应器检测的氢气湿度和由第二湿度感应器检测的空气湿度中的至少一个低于第一预定湿度，增加由振动器产生的蒸汽量。
优选的是，燃料电池控制单元控制振动器，使得如果由第一湿度感应器检测的氢气湿度和由第二湿度感应器检测的空气湿度均高于第二预定湿度，减少由振动器产生的蒸汽量。
优选的是，至少一个温度感应器包括第三温度感应器，其检测燃料电池堆中的冷却剂的温度，且其中燃料电池控制单元基于所检测的冷却剂温度控制提供给燃料电池堆的氢气和空气由预热装置及燃料电池堆中的冷却剂的至少一个预热。
还优选的是，如果冷却剂温度低于第三预定温度，提供给燃料电池堆的氢气和空气仅由预热装置预热。
优选的是，如果冷却剂温度在第三预定温度和第四预定温度之间，提供给燃料电池堆的氢气和空气由预热装置和燃料电池堆中的冷却剂预热。
优选的是，如果冷却剂温度高于第四预定温度，提供给燃料电池堆的氢气和空气仅由冷却剂预热。
在本发明的实施例中，采用能加湿提供给燃料电池堆的氢气和空气的加湿装置以及能预热提供给燃料电池堆的氢气和空气的预热装置的用于燃料电池堆的温度/湿度控制方法包括：检测已经通过预热装置的氢气和空气的温度；检测已经通过加湿装置的氢气和空气的湿度；基于氢气和空气的温度和湿度控制加湿装置和预热装置。
在本发明的实施例中，采用能预热提供给燃料电池堆的氢气和空气的预热装置的用于燃料电池堆的温度控制方法，其包括：检测已经通过预热装置的氢气的温度；检测已经通过预热装置的氢气的温度；基于所检测的氢气温度和所检测的空气温度控制预热装置。
优选的是，如果所检测的氢气温度低于第一预定温度，所述控制预热装置控制该预热装置预热提供给燃料电池堆的氢气，如果所检测的空气温度低于第一预定温度，所述控制预热装置控制该预热装置以预热提供给燃料电池堆的空气。
还优选的是，如果所检测的氢气温度高于第二预定温度，控制预热装置控制该预热装置不预热提供给燃料电池堆的氢气，如果所检测的空气温度高于第二预定温度，控制预热装置控制该预热装置不预热提供给燃料电池堆的空气。
优选的是，该控制方法还包括：检测燃料电池堆中冷却剂的温度；如果所检测的冷却剂温度高于第三预定温度，使冷却剂在预热装置中循环以预热提供给燃料电池堆的氢气和空气，同时减少由预热装置所产生的热量。
还优选的是，该控制方法包括如果所检测的温度高于第四预定温度，允许冷却剂在预热装置中循环以预热提供给燃料电池堆的氢气和空气，并停止预热装置的动作。
优选的是，第四预定温度确定为提供给燃料电池堆的氢气和空气仅由冷却剂预热到特定温度的温度。
优选的是，控制方法还包括检测燃料电池堆内部的冷却剂的温度，控制预热装置基于所检测的冷却剂温度控制提供给燃料电池堆的氢气和空气以由预热装置和燃料电池堆中的冷却剂的至少一种进行预热。
优选的是，如果冷却剂温度低于第三预定温度，提供给燃料电池堆的氢气和空气仅由预热装置预热。
还优选的是，如果冷却剂温度在第三预定温度和第四预定温度之间，提供给燃料电池堆的氢气和空气由预热装置和燃料电池堆中的冷却剂进行预热。
优选的是，如果冷却剂温度高于第四预定温度，提供给燃料电池堆的氢气和空气仅由冷却剂进行预热。
在本发明的实施例中，采用具有将水转变为蒸汽的振动器以及能加湿提供给燃料电池堆的氢气和空气的加湿装置的用于燃料电池堆的湿度控制方法，包括：检测已经通过加湿装置的氢气的湿度；检测已经通过加湿装置的空气的湿度；基于所检测的氢气湿度和所检测的空气湿度来控制加湿装置。
优选的是，如果由第一湿度感应器所检测的氢气湿度和由第二湿度感应器所检测的空气湿度的至少一种低于第一预定湿度，控制加湿装置控制振动器使得由振动器产生的蒸汽量增加。
还优选的是，如果由第一湿度感应器检测到的氢气湿度和由第二湿度感应器所检测的空气湿度都比第二预定湿度高，控制湿度装置控制振动器使得由振动器产生的蒸汽量减少。
附图说明
结合并形成特定实施例的部分的附图演示了本发明的一个实施例，与其说明一起，用于解释本发明的原理，其中：
图1是按照本发明的实施例的温度/湿度控制系统的示意图；
图2是图1的A部分的详细图；
图3示出了按照本发明实施例的温度/湿度控制系统的燃料电池控制单元的输入和输出信号；以及
图4A，4B及图5示出了按照本发明的实施例的温度/湿度控制方法。
具体实施方式
以下，将参考附图详细说明本发明的一个优选实施例。
按照本发明的实施例的燃料电池堆的温度/湿度控制系统，包括用于加湿提供给燃料电池堆200的氢气和空气的加湿装置111，用于预热提供给燃料电池堆200的氢气和空气的预热装置131，用于控制加湿装置111和预热装置131的燃料电池控制单元160。
加湿装置111包括用于将水转换成蒸汽的振动器110，形成为存储由振动器110产生的蒸汽的存储部件112，形成为加湿与存储在存储部件112中的蒸汽一起的氢气和空气的第一混合部件120和第二混合部件122。在第一和第二混合部件120和122中，蒸汽由氢气和空气混合，因此加湿氢气和空气。
振动器110为通过振动将水转变为蒸汽的装置。振动器110采用很少的能量将水转变为蒸汽。
存储部件112为一蓄水器用于存储由振动器110产生的蒸汽，存储部件112在蒸汽的产生和消耗之间起到了一个缓冲作用。
第一混合部件120安装在氢气补给管210内，通过蒸汽提供通道121连接到存储部件112上。在存储部件112中的蒸汽通过蒸汽提供通道121传输到第一混合部件120上并与氢气混合，因此提供到燃料电池堆200的氢气进行加湿。
第二混合部件122安装在空气补给管220内，通过蒸汽提供通道123连接到存储部件112上。在存储部件112中的蒸汽通过蒸汽提供通道123传输到第二混合部件122上并与空气混合，因此对提供到燃料电池堆200的空气进行加湿。
第一混合部件120和第二混合部件122为分别在氢气补给管210和空气补给管220中一体形成的汾丘里管。当氢气和空气通过汾丘里管时，由于氢气和空气流的增加导致出现压降，相应的存储在存储部件112中的蒸汽吸取到汾丘里管中。
预热装置131包括安装到氢气补给管210上且形成为预热提供给燃料电池堆200的氢气的第一预热部件130，及安装在空气补给管220上且形成为预热提供给燃料电池堆200的空气的第二预热部件132。
第一预热部件130和第二预热部件132分别包括可变电阻器133和135。
第一温度感应器140设置在第一预热部件130下游的氢气补给管210中。第一温度感应器140检测氢气温度并输出一相应的信号给燃料电池控制单元160。
第二温度感应器142设置在第二预热部件132下游的空气补给管220中。第二温度感应器142检测空气温度并输出一相应信号给燃料控制单元160。
第三温度感应器144安装在燃料电池堆200内。第三温度感应器144检测燃料电池堆200的冷却剂的温度并输出一相应信号给燃料控制单元160。
第一湿度感应器150设置在第一混合部件120下游的氢气补给管210中，第二湿度感应器152设置在第二混合部件122下游的空气补给管220中。第一湿度感应器150和第二湿度感应器152检测其中的氢气和空气湿度，并输出相应的信号给燃料电池控制单元160。
此外，第三湿度感应器154设置在第一混合部件120上游的氢气补给管210中，第四湿度感应器156设置在第二混合部件122上游的空气补给管220中。第三湿度感应器154和第四湿度感应器156检测氢气和空气的湿度并输出相应的信号到燃料电池控制单元160。
燃料电池控制单元160优选的是包括处理器，存储器及其他本领域的技术人员所知道的必要的硬件和软件，以使控制单元可与感应器进行通信并执行这里所描述的控制功能。
燃料电池控制单元160基于上述感应器的信号输入确定最佳预热和加湿，并控制加湿装置111和预热装置131。
例如，燃料电池控制单元160在燃料电池堆200的启用早期仅采用第一预热部件130和第二预热部件132来调节提供给燃料电池堆200的氢气和空气。基于燃料电池堆200中冷却剂的温度来确定燃料电池堆200的启用早期。例如，如果冷却剂温度低于预定温度(如，30℃)，该温度可确定为燃料电池堆200的启用早期。
在燃料电池堆200启用后燃料电池控制单元160采用第一预热部件130，第二预热部件132以及燃料电池堆200的冷却剂来调节氢气和空气的温度。例如，如果冷却剂温度在预定温度范围(如，30℃到80℃之间的范围)，表示启用已经完成。
另外，在燃料电池堆200的正常运行状态中燃料电池控制单元160仅采用燃料电池堆200的冷却剂来调节氢气和空气的温度。例如，如果冷却剂温度高于预定温度(如，80℃)，确定燃料电池堆200正常运行。
第一和第二预热部件130和132通过预热开关170连接到电源300上。预热开关170由燃料电池控制单元160控制使得预热开关170可选择的将第一和第二预热部件130和132连接到电源300上，由此可选择的提供电流给第一和第二预热部件130和132。
振动器110通过振动器动作开关172连接到电源300上。振动器动作开关172由燃料控制单元160进行控制使得振动器动作开关172可选择的连接振动器110和电源300，由此可选择的提供电流给振动器110。
如图1所示，蓄水器180连接到燃料电池堆200上，存储由在燃料电池堆200中的氢气和氧气反应所产生的水。
排水部件182在蓄水器180的较低部分。排水部件182形成为当在蓄水器中存储的水量超过特定值时将水从蓄水器180中排放。
如图2所示，燃料电池堆200和第二预热部件132通过第一通道191连接在一起，第一阀门190设置在第一通道191内。此外，第二预热部件132和蓄水器180也通过第二通道193连接在一起，第二阀门192设置在第二通道193内。
优选的是，燃料电池堆200，第一预热部件133以及蓄水器180以相同的方式连接在一起。
如果第一和第二阀门190和192打开，燃料电池堆200的冷却剂通过预热装置131转移到蓄水器180。因此，氢气和空气可由燃料电池堆200的冷却剂进行预热。
第一和第二阀门190和190的操作由燃料电池控制单元160的控制信号进行控制。
如图3所示，燃料电池控制单元160接收冷却剂温度信号，氢气温度信号，空气温度信号，氢气湿度信号，空气湿度信号，并输出预热开关控制信号和振动器动作开关信号。
以下，将解释燃料电池控制单元160的控制逻辑路径。
如果由第一温度感应器140检测的氢气温度低于第一预定温度，燃料电池控制单元160产生一控制信号以操作第一预热部件130。
同样，如果由第二温度感应器142检测的空气温度低于第一预定温度，燃料电池控制单元产生一控制信号以操作第二预热部件132。
第一预定温度可设置为满足燃料电池堆200的运行的最低温度。例如，第一预定温度设置为30℃。
另一方面，如果由第一温度感应器140所检测的氢气温度高于第二预定温度，燃料电池控制单元160产生一控制信号不操作第一预热部件130。
同样，如果由第二温度感应器142所检测的空气温度高于第二预定温度，燃料电池控制单元160产生一控制信号不操作第二预热部件132。
第二预定温度可设置为满足燃料电池堆200的最高温度。例如，第二预定温度设置为80℃。
第一和第二预热部件130和132的初始控制信号可基于原始温度确定。
如果由第三温度感应器144所检测的冷却剂温度高于第三预定温度，则燃料电池控制单元160产生一控制信号以降低预热装置131的可变电阻器133和135的阻值，同时产生一控制信号以打开第一和第二阀门190和192。如果预热装置131的阻值降低，则由预热装置131产生的热相应减少。在这种情况下，氢气和空气由冷却剂和预热装置131进行预热。
第三预定温度可设置为高于氢气和空气可由冷却剂加热的温度。例如，第三预定温度设置为30℃。
如果由第三温度感应器144检测的冷却剂温度高于第四预定温度，则燃料电池控制单元160产生一控制信号以不操作预热装置131，并产生一控制信号以打开第一和第二阀门190和192。也就是说，如果冷却剂温度高于第四预定温度，氢气和空气仅由冷却剂的热量进行预热。
第四预定温度确定为提供给燃料电池堆200的氢气和空气仅由冷却剂可预热到特定温度的温度。例如，第四预定温度设置为75℃。
此外，如果由第一湿度感应器150所检测的氢气湿度和由第二湿度感应器152所检测的空气湿度中的至少一个低于第一预定湿度，燃料电池控制单元160产生一控制信号以加速振动器110增加由振动器110所产生的蒸汽量。
另一方面，如果由第一湿度感应器150所检测的氢气湿度和由第二湿度感应器152所检测的空气湿度均高于第二预定湿度，燃料电池控制单元160产生一控制信号以减速振动器110减少由振动器1110所产生的蒸汽量。
考虑燃料电池堆200的最佳控制范围(如80％到100％的范围)可确定第一预定湿度和第二预定湿度。例如，第一预定湿度可确定为80％，第二预定湿度可确定为98％。
以下，将阐述按照本发明的实施例的燃料电池堆的温度控制方法。
在图4A中，示出了按照提供给燃料电池堆200的氢气和空气温度的用于第一预热部件130和第二预热部件132的控制逻辑路径。
首先，在步骤S410中，燃料电池控制单元160从第一温度感应器140和第二温度感应器142接收已经通过预热装置131的氢气和空气的温度。
在步骤S412中，燃料控制单元160确定由第一温度感应器140检测的氢气温度是否低于上述的第一预定温度。
在步骤S414中如果由第一温度感应器140检测的氢气温度低于第一预定温度，燃料电池控制单元160控制第一预热部件130进行操作。
另一方面，如果由第一温度感应器140检测的氢气温度不低于第一预定温度，在步骤S416中燃料电池控制单元160确定由第一温度感应器140检测的氢气温度是否高于上述的第二预定温度。
在步骤S418中，如果氢气温度高于第二预定温度，燃料电池控制单元160控制第一预热部件不进行操作。
同时，在步骤S422中，燃料电池控制单元确定由第二温度感应器142检测的空气温度是否低于上述的第一预定温度。
在步骤S424中，如果由第二温度感应器142检测的空气温度低于第一预定温度，燃料电池控制单元160控制第二预热部件132进行动作。
在步骤S426中，如果由第二温度感应器142检测的空气温度不低于第一预定温度，燃料电池控制单元160确定由第二温度感应器142检测的空气温度是否高于上述的第二预定温度。
在步骤S428中，如果由第二温度感应器142检测的空气温度高于第二预定温度，燃料电池控制单元160控制第二预热部件132不进行操作。
在图4B中，示出了按照燃料电池堆200的冷却剂温度进行的用于第一预热部件130和第二预热部件132的控制逻辑路径。
首先，在步骤S430中，燃料电池控制单元160接收由第三温度感应器144检测的燃料电池堆200的冷却剂温度。
在步骤S432中，燃料电池控制单元160确定由第三温度感应器144检测的冷却剂温度是否高于上述的第三预定温度。
在步骤S434中，如果冷却剂温度高于第三预定温度，燃料控制单元160控制第一和第二阀门190和192打开，并控制预热装置131的可变电阻器133和135的阻值降低。
然后，在步骤S436中，燃料电池控制单元160确定冷却剂温度是否高于上述的第四预定温度。
在步骤S438中，如果冷却剂温度高于第四预定温度，燃料电池控制单元160控制第一和第二阀门190和192打开，并控制预热装置131不操作。
以下，参考图5，将阐述按照本发明的实施例的湿度控制方法。
首先，在步骤S510中，燃料电池控制单元160从第一湿度感应器150接收已经通过第一混合部件120的氢气的湿度值，并从第二湿度感应器152接收已经通过第二混合部件122的空气的湿度值。
接着，在步骤S512中，燃料电池控制单元160确定氢气湿度和空气湿度的至少一个是否低于上述的第一预定湿度。
如果氢气湿度和空气湿度的至少一个低于第一预定湿度，在步骤S514中，燃料电池控制单元160控制振动器110使得由振动器110产生的蒸汽量增加。
另一方面，如果在步骤S512中的确定为否定的，在步骤S516中，燃料电池控制单元160确定是否氢气湿度和空气湿度两者都高于上述的第二预定湿度。
在步骤S518中，如果确定氢气湿度和空气湿度均高于第二预定湿度，燃料电池控制单元160控制振动器110使得由振动器110所产生的蒸汽量减少。
尽管以上已经详细描述本发明的优选实施例，显而易见对于本领域的技术人员来说这里所教导的基本发明点的许多变形和/或改进都将落在本发明的精神和范围内，如所附的权利要求所限定的。
按照本发明的实施例，提供给燃料电池堆的氢气和空气的加湿和预热都能有效实现，因此可改进启动特性和能量效率。因此，可缩短启动时间，并减小膜的损坏。
此外，与现有控制系统相比，由于省略了吹风机，因此控制逻辑可相应的简化。系统的尺寸也相应的减小。
此外，由于氢气和空气由燃料电池堆的冷却剂进行预热，因此加热氢气和空气的能量可降低。由于这，用于冷却燃料电池堆的冷却剂的能量补偿可减小。

Claims (36)

1.一种用于燃料电池堆的温度/湿度控制系统，包括：
加湿装置，该加湿装置具有形成为将水转变成蒸汽的振动器，存储由所述振动器产生的蒸汽的存储部件，至少一个形成为加湿与存储在所述存储部件中的蒸汽一起提供给所述燃料电池堆的氢气和空气的混合部件；
形成为预热由所述混合部件加湿的氢气和空气的预热装置；
至少一个温度感应器，其检测已经通过所速预热装置的氢气和空气温度以及所述燃料电池堆的冷却剂温度，并输出相应的信号；
至少一个湿度感应器，其检测已经通过所述加湿装置的氢气和空气湿度，并输出相应的信号；以及
燃料电池控制单元，其基于所述温度感应器和所述湿度感应器的信号控制加湿装置和预热装置。
2.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：所述混合部件包括：
设置于氢气补给管内的第一混合部件；以及
设置于空气补给管内的第二混合部件。
3.根据权利要求2的控制系统，其特征在于：每一第一混合部件和第二混合部件包括形成为由于氢气流和空气流的速度增加所导致的压降而从所述存储部件中吸取蒸汽的汾丘里管。
4.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：所述预热装置包括：
设置在氢气补给管内的第一预热部件；以及
设置在空气补给管内的第二预热部件。
5.根据权利要求4的控制系统，其特征在于：每一第一和第二预热部件包括可变电阻器，该可变电阻器可以由通过其流过的电流进行散热。
6.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：所述预热装置包括至少一个形成为采用已经提供的电流来进行散热的预热部件，响应所述燃料电池控制单元的控制信号能选择性地将所述预热部件和电源连接在一起的预热开关，且其中所述加湿装置还包括形成为选择性地将所述振动器和所述电源电连接在一起的振动器动作开关。
7.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：还包括形成为存储通过燃料电池堆中的氢气和氧气反应所产生的水的蓄水器。
8.根据权利要求7的控制系统，其特征在于：还包括安装在所述蓄水器上的排水部分，该排水部分形成为当存储的水量多于特定值时排出存储在其中的水。
9.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：至少一个温度感应器包括：
第一温度感应器，其检测已经通过预热装置的氢气温度；以及
第二温度感应器，其检测已经通过预热装置的空气温度。
10.根据权利要求9的控制系统，其特征在于：如果由所述第一温度感应器检测的氢气温度低于第一预定温度，所述燃料电池控制单元控制所述预热装置以预热提供给燃料电池堆的氢气，且其中，如果由所述第二温度感应器检测的空气温度低于第一预定温度，所述燃料电池控制单元所述控制预热装置以预热提供给所述燃料电池堆的空气。
11.根据权利要求9的控制系统，其特征在于：如果由所述第一温度感应器检测的氢气温度高于第二预定温度，所述燃料电池控制单元控制所述预热装置以不预热提供给所述燃料电池堆的氢气，且其中如果由所述第二温度感应器检测到的空气温度高于第二预定温度，所述燃料电池控制单元控制所述预热装置不预热提供给所述燃料电池堆的空气。
12.根据权利要求7的控制系统，其特征在于：所述预热装置通过第一通道连接到所述燃料电池堆上，所述蓄水器通过第二通道连接到所述预热装置上，这样使得所述燃料电池堆中的冷却剂可通过所述预热装置转移到所述蓄水器中，第一阀门设置在所述第一通道内以控制从所述燃料电池堆到所述预热装置中的冷却剂的流动，第二阀门设置在所述第二通道内以控制从所述预热装置到所述蓄水器中的冷却剂的流动，第一和第二阀门的动作由所述燃料电池控制单元进行控制。
13.根据权利要求12的控制系统，其特征在于：所述预热装置包括可变电阻器，其阻值由所述燃料电池控制单元控制，且形成为依照电流进行散热，且其中至少一个温度感应器包括第三温度感应器，所述第三温度感应器检测所述燃料电池堆中冷却剂的温度，以及其中如果由所述第三温度感应器检测的冷却剂温度高于第三预定温度，所述燃料电池控制单元控制所述第一和第二阀门打开及所述可变电阻器降低其阻值。
14.根据权利要求13的控制系统，其特征在于：如果由所述第三温度感应器检测的所述冷却剂温度高于第四预定温度，所述控制单元控制所述第一和第二阀门打开及所述预热装置不动作。
15.根据权利要求14的控制系统，其特征在于：所述第四预定温度确定为提供给所述燃料电池堆的氢气和空气仅通过从所述燃料电池堆经所述预热装置转移到所述蓄水器的冷却剂预热到特定温度的温度。
16.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：至少一个湿度感应器包括：
第一湿度感应器，其检测已经通过所述加湿装置的氢气的湿度，并输出一相应的信号；以及
第二湿度感应器，其检测已经通过所述加湿装置的空气的温度，并输出一相应的信号。
17.根据权利要求16的控制系统，其特征在于：所述燃料电池控制单元控制所述振动器，使得如果由所述第一湿度感应器检测的氢气湿度和由所述第二湿度感应器检测的空气湿度的至少一个低于第一预定湿度，由所述振动器产生的蒸汽量增加。
18.根据权利要求16的控制系统，其特征在于：所述燃料电池控制单元控制所述振动器，使得如果由所述第一湿度感应器检测的氢气湿度和由所述第二湿度感应器检测的空气湿度均高于第二预定湿度，由所述振动器产生的蒸汽量减少。
19.根据权利要求1的控制系统，其特征在于：至少一个温度感应器包括第三温度感应器，第三温度感应器检测所述燃料电池堆中冷却剂的温度，且其中所述燃料电池控制单元基于所检测的冷却剂温度控制提供给所述燃料电池堆的氢气和空气通过所述预热装置和所述燃料电池堆中的所述冷却剂进行预热。
20.根据权利要求19的控制系统，其特征在于：如果冷却剂温度低于第三预定温度，提供给所述燃料电池堆的氢气和空气仅由所述预热装置进行预热。
21.根据权利要求19的控制系统，其特征在于：如果冷却剂温度在第三预定温度和第四预定温度之间，提供给所述燃料电池堆的氢气和空气由所述预热装置和所述燃料电池堆中的所述冷却剂进行预热。
22.根据权利要求19的控制系统，其特征在于：如果冷却剂温度高于第四预定温度，提供给所述燃料电池堆的氢气和空气仅由所述冷却剂进行预热。
23.一种用于燃料电池堆的温度/湿度控制方法，其采用能加湿提供给燃料电池堆的氢气和空气的加湿装置以及能预热提供给燃料电池堆的氢气和空气的预热装置，其特征在于：所述方法包括：
检测已经通过所述预热装置的氢气和空气的温度；
检测已经通过所述加湿装置的氢气和空气的湿度；
基于氢气和空气的温度和湿度控制所述加湿装置和所述预热装置。
24.一种用于燃料电池堆的温度控制方法，其采用能预热提供给燃料电池堆的氢气和空气的预热装置，其特征在于：所述方法包括：
检测已经通过所述预热装置的氢气的温度；
检测已经通过预热装置的空气的温度；以及
基于所检测的氢气温度和所检测的空气温度控制所述预热装置。
25.根据权利要求24的控制方法，其特征在于：如果所检测的氢气温度低于第一预定温度，所述控制预热装置控制该预热装置以预热提供给燃料电池堆的氢气，其中如果所检测的空气温度低于第一预定温度，所述控制预热装置控制该预热装置以预热提供给所述燃料电池堆的空气。
26.根据权利要求24的控制方法，其特征在于：如果所检测的氢气温度高于第二预定温度，所述控制预热装置控制该预热装置以不预热提供给燃料电池堆的氢气，其中如果所检测的空气温度高于第二预定温度，所述控制预热装置控制该预热装置以不预热提供给燃料电池堆的空气。
27.根据权利要求24的控制方法，其特征在于：还包括：
检测燃料电池堆中的冷却剂温度；以及
如果所检测的冷却剂温度高于第三预定温度，使所述冷却剂流通过所述预热装置循环以预热提供给所述燃料电池堆的氢气和空气，同时减少由所述预热装置产生的热量。
28.根据权利要求27的控制方法，其特征在于：还包括如果所检测的温度高于第四预定温度，使所述冷却剂流过所述预热装置以预热提供给所述燃料电池堆的氢气和空气并停止所述预热装置的操作。
29.根据权利要求28的控制方法，其特征在于：第四预定温度确定为提供给所述燃料电池堆的氢气和空气仅由所述冷却剂预热到特定温度的温度。
30.根据权利要求24的控制方法，其特征在于：还包括检测所述燃料电池堆内部的冷却剂的温度，以及
其中所述控制预热装置基于所检测的冷却剂温度控制提供给所述燃料电池堆的氢气和空气由所述预热装置和所述燃料电池堆内的所述冷却剂的至少一个进行预热。
31.根据权利要求30的控制方法，其特征在于：如果冷却剂温度低于第三预定温度，提供给所述燃料电池堆的氢气和空气仅由所述预热装置进行预热。
32.根据权利要求30的控制方法，其特征在于：如果冷却剂温度在第三预定温度和第四预定温度之间，提供给所述燃料电池堆的氢气和空气由所述预热装置和所述燃料电池堆中的所述冷却剂进行预热。
33.根据权利要求30的控制方法，其特征在于：如果冷却剂温度高于第四预定温度，提供给所述燃料电池堆的氢气和空气仅由所述冷却剂进行预热。
34.一种用于燃料电池堆的湿度控制方法，其采用具有将水转变为蒸汽的振动器及能加湿提供到所述燃料电池堆的氢气和空气的加湿装置，其特征在于：所述方法包括：
检测已经通过所述加湿装置的氢气的湿度；
检测已经通过所述加湿装置的空气的湿度；以及
基于所检测氢气湿度和所检测的空气湿度控制所述加湿装置。
35.根据权利要求34的控制方法，其特征在于：如果由所述第一湿度感应器所检测的氢气湿度和由所述第二湿度感应器所检测的空气湿度中的至少一个低于第一预定湿度，控制加湿装置控制所述振动器使得由所述振动器产生的蒸汽量增加。
36.根据权利要求34的控制方法，其特征在于：如果由所述第一湿度感应器检测的氢气湿度和由所述第二湿度感应器检测的空气湿度均高于第二预定湿度，控制加湿装置控制所述振动器使得由所述振动器产生的蒸汽量减少。
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