1.一种车用质子交换膜燃料电池空气供应系统,其特征在于,包括:空气滤清器、空气流量计、空压机、储氧气罐、三通比例阀、中冷器、散热器、冷却风扇、水泵、增湿器、混合器、循环泵、燃料电池堆、排水阀、水汽分离器和三通阀。
2.根据权利要求1所述的车用质子交换膜燃料电池空气供应系统,其特征在于,所述三通比例阀包括第一阀门、第二阀门和第三阀门,所述中冷器包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口,所述燃料电池堆包括阴极入口、阴极出口、阳极入口和阳极出口,所述三通阀包括第一阀门、第二阀门以及第三阀门。
3.根据权利要求1所述的车用质子交换膜燃料电池空气供应系统,其特征在于,所述车用质子交换膜燃料电池空气供应系统中,所述空气流量计通过送风管道一端与空气滤清器连接,另一端与空压机进风口相连,所述空压机出风口通过送风管道和三通比例阀的第一阀门连接,所述储氧气罐通过氧气管道与三通比例阀的第三阀门相连接,所述三通比例阀的第二阀门通过送风管道与中冷器的第二入口相连接,所述中冷器的第一入口通过冷却液管道与水泵的一端相连接,所述散热器的一端通过冷却液管道与水泵的另一端相连接,散热器的另一端通过冷却液管道与中冷器的第一出口相连接,所述冷却风扇装配于散热器后方,所述中冷器的第二出口通过送风管道与增湿器一端相连接,所述增湿器的另一端通过管道与混合器相连接,所述混合器又通过管道与燃料电池堆的阴极入口相连接,所述燃料电池堆的阴极出口通过管道与三通阀的第一阀门相连接,所述三通阀的第三阀门通过排风管道与增湿器相连接,所述三通阀的第二阀门通过管道与水汽分离器相连接,所述水汽分离器排水端通过管道与排水阀相连接,水汽分离器排气端通过排风管道与循环泵进气口相连接,所述循环泵的排气口通过排风管道与混合器相连接。
4.一种车用质子交换膜燃料电池空气供应系统的工作方法,其特征在于,包括燃料电池低温预启动工作方法、正常行驶工况下燃料电池空气供应系统工作方法以及高海拔低氧工况下燃料电池空气供应系统的工作方法。
5.根据权利要求4所述的车用质子交换膜燃料电池空气供应系统的工作方法,其特征在于,所述燃料电池低温预启动工作方法,其工作实现在于,当整车控制器检测到燃料电池处于低温的环境下,其控制冷却风扇不工作,控制空压机全功率运行,使环境空气经过空压机增压升温而不通过中冷器冷却后进入燃料电池堆,给燃料电池堆升温加热,所述燃料电池低温预启动工作方法起到了辅助加热的作用,实现了燃料电池堆的快速暖机,提高了燃料电池的寿命和系统运行的稳定性。
6.根据权利要求4所述的车用质子交换膜燃料电池空气供应系统的工作方法,其特征在于,所述正常行驶工况下燃料电池空气供应系统的工作方法,其工作实现在于,当燃料电池汽车行驶在正常工况下,整车控制器控制三通比例阀的第一阀门和第二阀门导通,其第三阀门关闭,整车控制器控制三通阀的第一阀门和第三阀门导通,其第二阀门关闭,环境空气依次通过空气滤清器、空气流量计、空压机、三通比例阀、中冷器、增湿器和混合器过滤清洁、增压、冷却和增湿后流进燃料电池堆的阴极入口,未反应的环境空气和反应产物水从燃料电池堆阴极出口流经三通阀和增湿器后增湿排出。
7.根据权利要求4所述的车用质子交换膜燃料电池空气供应系统的工作方法,其特征在于,所述高海拔低氧工况下燃料电池空气供应系统的工作方法,其工作实现在于,当汽车行驶在高海拔低氧工况下,整车控制器控制三通比例阀的第三阀门和第二阀门导通,其第一阀门关闭,整车控制器控制三通阀的第一阀门和第二阀门导通,其第三阀门关闭,整车控制器控制空压机不工作,储氧气罐里的高压氧气依次通过三通比例阀、中冷器、增湿器和混合器冷却和增湿后流进燃料电池堆的阴极入口,未反应的高压氧气反应产物水从燃料电池堆阴极出口通过三通阀流进水汽分离器,分离后的水通过排水阀排出,分离后的高压氧气通过循环泵流入混合器,在与从增湿器流来的高压氧气混合后流进燃料电池堆的阴极入口,保证了储氧气罐里的高压氧气的充分利用。
8.根据权利要求4所述的车用质子交换膜燃料电池空气供应系统的工作方法,其特征在于,根据整车控制器控制三通比例阀和三通阀的不同阀门之间的导通和关闭以及空压机的启停进而控制正常行驶工况下燃料电池空气供应系统的工作方法和高海拔低氧工况下燃料电池空气供应系统的工作方法的切换。