[發明專利]防止在催化劑加熱時由于故障的壓力傳感器導致的意外的氫氣流入陰極的控制策略

有效

• 申請號: 201210195884.1
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102832401A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: S.E.萊爾納;S.R.法爾塔
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰;譚祐祥

1.一種提供用于從燃料電池系統的陽極子系統到陰極子系統的氫氣流的請求的方法，所述方法包括：

接收用于從陽極子系統到陰極子系統的氫氣流的請求；

提供預定量的所請求的氫氣流，所述預定量大約小于氫氣流的所請求的量；

確定用于流經注射器到陽極子系統的氫氣的注射器流量估計；

確定用于在管線中流經閥的氫氣的閥流量估計，所述管線連接陽極子系統到陰極子系統；

計算誤差，所述誤差是注射器流量估計和閥流量估計之間的差；以及

如果計算的誤差在預定閾值以下，通過提供已經被請求的氫氣的全部量，完成用于氫氣流的請求，如果計算的誤差在預定閾值以上，調整用于氫氣流的請求。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，確定用于流經閥的氫氣的閥流量估計包括測量在閥上游的管線中的氫氣壓力和測量在閥下游的管線中的氫氣壓力。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，確定用于流經閥的氫氣的閥流量估計包括使用等式：

其中是亞音速流的氫氣的摩爾流量，是以kPa為單位的陽極回路中的壓力，即陽極高壓力側，是閥的橫截面積，是陽極排出氣體的分子量，可用于此項的相等物是值k_v，是理想氣體常數，約為8.3144?kPa·L·mol^-1·K^-1，是燃料電池堆的冷卻劑入口處的冷卻劑溫度，是比容與比熱的比，對于氫氣比容與比熱的比值為1.4，是由壓力傳感器測量的以kPa為單位的陰極入口的壓力，也稱為低壓力側。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，確定用于流經注射器的氫氣的注射器流量估計包括使用等式：

其中是亞音速流的通過注射器的氫氣的摩爾流量，是注射器上游的陽極輸入管線的壓力，是注射器的橫截面積，是用于考慮注射器的部件之間的變化和其他未知因素的適配因子，是氫燃料的分子量，是比容與比熱的比，對于氫氣該值為1.4，是理想氣體常數，約為8.3144?kPa·L·mol^-1·K^-1，是注射器上游的陽極輸入管線中的氫氣溫度。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，如果計算的誤差在預定閾值以上，調整用于氫氣流的請求包括控制陽極子系統的壓力。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，閥從陽極子系統提供氫氣到陰極子系統，從而提供燃料電池堆的陰極催化劑加熱。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為預定量的氫氣量是小于所請求量的量。

8.一種提供用于從燃料電池系統的陽極子系統到陰極子系統的氫氣流的陰極催化劑加熱請求的方法，所述方法包括：

接收用于陰極催化劑加熱的請求；

提供滿足陰極催化劑加熱請求所需的預定量的氫氣流，所述預定量的氫氣流小于滿足陰極催化劑加熱請求所需的量；

確定用于流經注射器并進入陽極子系統的氫氣的注射器流量估計；

確定用于在管線中流經閥的氫氣的閥流量估計，所述管線連接陽極子系統到陰極子系統；

計算誤差，所述誤差是注射器流量估計和閥流量估計之間的差；以及

如果計算的誤差在預定閾值以下，通過提供為了陰極催化劑加熱已經被請求的氫氣的全部量，完成用于陰極催化劑加熱的請求，如果計算的誤差在預定閾值以上，調整用于陰極催化劑請求的氫氣流。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，確定用于流經閥的氫氣的閥流量估計包括測量在閥上游的管線中的氫氣壓力和測量在閥下游的管線中的氫氣壓力。

10.一種用于確定在燃料電池系統中經過注射器的氣體流和經過閥的氣體流的方法，所述方法包括：

確定用于流經注射器的氣體的注射器流量估計；

確定用于流經閥的氣體的閥流量估計；

計算誤差，所述誤差為注射器流量估計和閥流量估計之間的差；以及

基于所述誤差調整在燃料電池系統中經過閥的氣體流。