[發明專利]燃料電池體系結構、監測系統及用于表征燃料電池堆中流體流的控制邏輯

有效

• 申請號: 201810325501.5
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108808044B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: J·J·格力亞朵;C·杜布瓦;X·王;M·辛哈
• 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: H01M8/0438
• 分類號: H01M8/0438
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;鄧雪萌

1.一種用于檢測燃料電池系統中的流體的整體流性質變化的方法，其中，所述燃料電池系統包括陽極閥，所述陽極閥能夠在關閉狀態和打開狀態之間轉變，所述方法包括：

確定所述燃料電池系統的電壓變化與所述流體的流性質變化之間的電壓-性質相關性；

從所述電壓-性質相關性確定與所述流體的流性質變化對應的校準電壓降；

監測所述燃料電池系統的系統電壓；

檢測當所述陽極閥的狀態轉變時所述系統電壓中的電壓大小變化；以及

響應于所述電壓大小變化大于所述校準電壓降的確定，輸出指示檢測到所述流性質變化的信號，

其中，所述流性質變化為陽極閥處的流體的體相變化。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述燃料電池系統包括陽極閥，并且其中，確定所述電壓-性質相關性包括：當所述陽極閥處于關閉狀態時以及當所述陽極閥處于打開狀態時，使所述燃料電池系統的電壓變化與所述流體的流性質相關。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述燃料電池系統包括具有陰極側、陽極側和陽極閥的燃料電池堆，并且其中，確定所述電壓-性質相關性包括：當所述陽極閥打開時且在所述陽極側上具有壓力偏差的情況下，在所述燃料電池堆的穩態操作期間，使所述燃料電池系統的電壓變化與所述流體的流性質相關。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述壓力偏差在所述陽極側上比所述陰極側高20至100千帕(kPa)。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述燃料電池系統包括陽極閥，并且其中，監測所述系統電壓包括：在所述陽極閥處于關閉狀態時確定第一電壓值，并且在所述陽極閥處于打開狀態時確定第二電壓值。

6.根據權利要求5所述的方法，所述方法還包括：

確定所述陽極閥是否已經從所述關閉狀態轉變到所述打開狀態；以及響應于所述陽極閥已經轉變到所述打開狀態的確定，通過計算所述第一電壓值與第二電壓值之間的差來檢測所述電壓大小變化。

7.根據權利要求6所述的方法，還包括：響應于所述電壓大小變化不大于所述校準電壓降的確定，重復監測系統電壓以及檢測電壓大小變化步驟。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述燃料電池系統包括具有陰極側、陽極側和陽極排出閥的燃料電池堆，所述陽極排出閥接收來自所述燃料電池堆的所述陽極側的排出氣體，并且其中，響應于所述電壓大小變化大于所述校準電壓降而輸出的信號包括關閉所述陽極排出閥的命令信號。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述燃料電池系統還包括液態水分離器，所述液態水分離器接收來自所述陽極排出閥的陽極排出氣體，并且其中，響應于所述電壓大小變化大于所述校準電壓降而輸出的信號包括液態水分離器為空或接近空的指示。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述燃料電池系統包括陽極閥，所述方法還包括：

在所述陽極閥的關閉狀態和所述陽極閥的打開狀態期間，監測所述流體的氣體流量；以及

響應于所述監測的氣體流量中的變化超過校準流量變化值的確定，輸出指示檢測到流性質變化的信號。