在燃料電池發動機系統中，除核心部件電堆外，附屬零部件的作用也極其重要，如加濕器、空氣壓縮機、氫循環泵、引射器、去離子器及水泵等。

燃料電池發動機在運行過程中，質子交換膜含水率對電堆的性能和壽命有重要作用：若質子交換膜含水率過低，就不能有效傳導質子，電堆性能下降，長時間運行甚至會導致質子交換膜損壞，最終燃料電池發動機無法正常工作；若質子交換膜含水率過高，會導致水淹，燃料電池發動機也無法正常工作。因此，進氣加濕控制技術對保持質子交換膜適當的含水率，提高燃料電池發動機性能具有重要意義。通過加濕器(圖1)對進入燃料電池發動機的反應氣進行加濕，使質子交換膜含水率保持在最佳狀態，是提高燃料電池發動機性能的有效方式。


加濕器需具備流阻小、加濕性能高、制作簡單等優點，同時還應具有較好的水分子傳輸及阻止空氣中其他成分的通過能力。常見的加濕方式主要有鼓泡加濕法、液態水噴射加濕法、濕膜加濕法、中空纖維加濕法和焓輪加濕法。而中空纖維加濕器和膜加濕器在燃料電池發動機系統中應用最為廣泛。

中空纖維加濕器主要由內部親水材料制作的均質無孔中空纖維和外部殼體組成。運行時，電堆排出的高溫高濕氣體從中空纖維束外側流過，待加濕氣體從中空纖維束內側流過，水由于濃度差擴散作用從中空纖維外側擴散至內側，并蒸發進入反應氣體中，完成對氣體加濕。通過對氣體流量、中空纖維材料、中空纖維絲表面積、排氣溫度、排氣的流量、氣液間壓差來調節加濕量的大小，可得到特定工況的反應氣體，滿足燃料電池發動機的正常運行。

膜加濕器主要是由殼體、濕膜加濕器芯體等組成。運行時，電堆排氣中的水分被濕膜材料吸收，形成均勻的水膜；當干燥的空氣通過濕膜材料時，水分子充分吸收空氣中的熱量而汽化、蒸發，使空氣的濕度增加，形成濕潤的空氣。通過調節氣體流量、濕膜的大小和厚度以及水溫來改變濕膜加濕器加濕量的大小?？蓪⒕哂刑囟ür的反應氣體送入電堆，滿足燃料電池發動機的正常運行。

為驗證加濕器能滿足燃料電池發動機需求，長城氫能檢測燃料電池發動機零部件試驗室建立了加濕器測試能力，可實現以下功能：

模擬空氣系統中冷器輸出空氣，輸出壓力、溫度、流量可調的干燥空氣；
模擬電堆陰極出口，能夠輸出溫度、壓力、流量、濕度可調的增濕空氣；
模擬進入電堆增濕過的空氣，可控制壓力、溫度、濕度，并且記錄流量；
模擬加濕器出口的空氣，可控制壓力、溫度、濕度，并且記錄流量。

通過模擬加濕器進口的流量、壓力、溫度、濕度等運行條件，測量得到加濕器出口的各項數據。試驗項目包括加濕器內漏測試、加濕器外漏測試、加濕器流阻測試及加濕器性能測試，測試范圍見表1。



通過對某80kW配套的標稱最大流量5000 SLM、標稱工作溫度-40℃～95℃、標稱最大工作壓力0.25Mpa的加濕器進行測試，得到以下結果。其中表2和表3分別為加濕器外漏數據和內漏數據；圖2為流阻測試數據；圖3至圖5為性能數據?？梢钥闯黾訚衿鞲蓚葰怏w為最大流量時進出口壓損小于10kPaa，在干進最大流量4950SLM時，干出濕度仍可達到52.3%RH，滿足客戶要求的50%RH最低標準，具有較好的性能。


長城氫能檢測分公司現已具備儲氫系統及零部件、燃料電池發動機及零部件、動力總成和整車的測試能力，現已完全對外開放。

長城氫能檢測立足第三方檢測公司，始終秉持“嚴謹、嚴苛、求實、標準”的工作態度，以客戶需求為核心，推動氫燃料電池汽車產業穩健發展。歡迎社會各界人士蒞臨指導、咨詢洽談。愿你我為共同理想攜手共進，精誠合作，共謀發展。