[發(fā)明專利]燃料電池排氫閥控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910913122.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110783604B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仝玉華;呂憲勇;宋國(guó)梁;魏倩雯;胡永慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04298
• 分類號(hào): H01M8/04298;H01M8/0438
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 何家鵬

本發(fā)明屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池排氫閥控制方法，該燃料電池排氫閥控制方法包括控制燃料電池啟動(dòng)并進(jìn)行檢測(cè)初始化，計(jì)算氫氣消耗量，根據(jù)氫氣消耗量滿足預(yù)設(shè)消耗量，計(jì)算排氫時(shí)間，控制排氫閥開(kāi)啟并計(jì)時(shí)，根據(jù)排氫閥的開(kāi)啟時(shí)間滿足排氫時(shí)間，控制排氫閥關(guān)閉，根據(jù)發(fā)明實(shí)施例的燃料電池排氫閥控制方法，氫氣消耗量可反映氫氣管路中雜質(zhì)的含量，根據(jù)雜質(zhì)的含量進(jìn)行排氫，降低排氫時(shí)間不合理造成氫氣浪費(fèi)或者氫氣濃度不足導(dǎo)致的電堆故障的頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池排氫閥控制方法。

背景技術(shù)

本部分提供的僅僅是與本公開(kāi)相關(guān)的背景信息，其并不必然是現(xiàn)有技術(shù)。

氫燃料電池中的氫氣通過(guò)調(diào)壓閥和開(kāi)關(guān)閥輸入電堆陽(yáng)極，在陽(yáng)極參與反應(yīng)，隨著反應(yīng)，陽(yáng)極氫氣管路中逐漸積累氮?dú)夂退魵獾入s質(zhì)，等雜質(zhì)積累到一定量，需要開(kāi)啟氫氣管路中的排氫閥，排出雜質(zhì)，防止出現(xiàn)氫氣濃度不足造成陽(yáng)極饑餓，發(fā)生副反應(yīng)等。

目前排氫電磁閥的控制中，開(kāi)啟時(shí)刻、開(kāi)啟時(shí)間及吹掃時(shí)間均為固定值，不能反應(yīng)管路中雜質(zhì)含量，存在開(kāi)啟時(shí)刻不合適、開(kāi)啟時(shí)間不合理的情況，排氫閥開(kāi)啟時(shí)刻過(guò)早或開(kāi)啟時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成氫氣的浪費(fèi)，而開(kāi)啟時(shí)刻過(guò)晚或開(kāi)啟時(shí)間過(guò)短則會(huì)造成雜質(zhì)過(guò)多，影響氫氣濃度，甚至造成電堆水淹，影響電堆性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是至少解決排氫閥開(kāi)啟時(shí)刻不合適、開(kāi)啟時(shí)間不合理的問(wèn)題。該目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的第一方面提出了一種燃料電池排氫閥控制方法，包括：

控制燃料電池啟動(dòng)并進(jìn)行檢測(cè)初始化；

計(jì)算氫氣消耗量；

根據(jù)所述氫氣消耗量滿足預(yù)設(shè)消耗量，計(jì)算排氫時(shí)間；

控制排氫閥開(kāi)啟并計(jì)時(shí)；

根據(jù)所述排氫閥的開(kāi)啟時(shí)間滿足所述排氫時(shí)間，控制所述排氫閥關(guān)閉。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池排氫閥控制方法，氫氣消耗量可反映氫氣管路中雜質(zhì)的含量，當(dāng)運(yùn)行周期內(nèi)的氫氣消耗量較多時(shí)，說(shuō)明雜質(zhì)較多，所需要的排氫時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)運(yùn)行周期內(nèi)的氫氣消耗量較少時(shí)，說(shuō)明雜質(zhì)較少，所需要的排氫時(shí)間較短，因此以氫氣消耗量決定了排氫閥的開(kāi)啟時(shí)刻和開(kāi)啟時(shí)間，由氫氣消耗量反應(yīng)雜質(zhì)含量，考慮了雜質(zhì)的積累過(guò)程，而非一個(gè)工況點(diǎn)，若只考慮功率或電流的瞬態(tài)值，可能會(huì)導(dǎo)致電堆功率較小時(shí)不能排氫的情況，降低排氫時(shí)間不合理造成氫氣浪費(fèi)或者氫氣濃度不足導(dǎo)致的電堆故障的頻率。

另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池排氫閥控制方法，還可具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述計(jì)算氫氣消耗量包括：

根據(jù)公式H2used＝N*I/4F，計(jì)算氫氣消耗速率；

根據(jù)公式m＝∫₀^t H2used*dt，計(jì)算所述氫氣消耗量；

其中，H2used為氫氣的消耗速率，N為所述燃料電池的電池單體的數(shù)量，I為所述電池單體的輸出電流，F(xiàn)為法拉第系數(shù)，m為氫氣消耗量，dt為計(jì)算的運(yùn)行周期。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述氫氣消耗量滿足預(yù)設(shè)消耗量，計(jì)算排氫時(shí)間包括：

根據(jù)運(yùn)行周期內(nèi)的所述氫氣消耗量獲取第一修正系數(shù)；

根據(jù)公式t1＝∫₀^tfac1*dt，計(jì)算所述排氫時(shí)間；

其中，t1為排氫時(shí)間，fac1為第一修正系數(shù)，dt為計(jì)算的運(yùn)行周期。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述排氫閥開(kāi)啟時(shí)間滿足所述排氫時(shí)間，控制所述排氫閥關(guān)閉包括：