[發(fā)明專利]一種燃料電池電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911241625.6
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110957510B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁磊;許德超;盛夏;潘興龍;金守一;趙洪輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04302
• 分類號: H01M8/04302;H01M8/04303;H01M8/04701;H01M8/04746;H01M8/04858;H01M8/04955
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發(fā)明公開了一種燃料電池電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法，包括獨(dú)立的開機(jī)方法和關(guān)機(jī)方法，屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明創(chuàng)造性的將電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法通用的步驟總結(jié)出來，同時(shí)引用了嵌套流程使整個(gè)方法更簡潔清晰，通用性好，采用該方法可以保證燃料電池電堆在正常的工作狀態(tài)下開始工作，保證電堆的正常功率輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

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電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前全球面臨環(huán)境、能源壓力，新能源汽車在此背景下發(fā)展迅速。燃料電池汽車作為其中重要技術(shù)路線也為各國政府、企業(yè)所重視。燃料電池電堆作為燃料電池汽車的重要組成部件需求量逐年增大。燃料電池電堆在前期開發(fā)以及后期與系統(tǒng)其它部件匹配過程中需要進(jìn)行大量測試，測試過程中開關(guān)機(jī)操作不當(dāng)會對電堆造成一定的負(fù)面影響。

燃料電池電堆臺架測試過程中，目前行業(yè)沒有統(tǒng)一通用的開關(guān)機(jī)方法。現(xiàn)有公開發(fā)布燃料電池電堆臺架測試的開關(guān)機(jī)方法較少，大多為電堆生產(chǎn)廠家規(guī)定的一套特定測試方法，通用性較差。

CN103259031A公開了一種質(zhì)子交換膜燃料電池啟動(dòng)和停機(jī)控制方法，將整個(gè)燃料電池電堆分成若干電池模塊，在每一個(gè)電池模塊上連接由一個(gè)控制開關(guān)，一個(gè)輔助負(fù)載和一個(gè)晶體二極管相互串聯(lián)組成模塊化放電電路，每個(gè)放電電路和主負(fù)載電路并聯(lián)連接在燃料電池的陰陽極兩端；并將空氣源經(jīng)空氣吹掃閥與燃料電池的陽極端相連接，用空氣吹掃陽極殘留氫氣。啟動(dòng)控制采用氫氣吹掃陽極，同時(shí)利用輔助負(fù)載控制電池電壓；停機(jī)控制采用先關(guān)閉空氣后關(guān)閉氫氣，利用輔助負(fù)載閉口系放電，并結(jié)合空氣吹掃陽極。該方法能夠減少燃料電池停機(jī)的時(shí)間消耗，減小殘留在陰極的氧氣濃度，能防止模塊內(nèi)單電池的反極，防止停機(jī)放電時(shí)和空氣吹掃時(shí)的電池反極現(xiàn)象發(fā)生，系統(tǒng)更加簡化，操作方便。但是，該方法主要關(guān)注開關(guān)機(jī)過程中的控制硬件，而不涉及燃料電池電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法，本發(fā)明創(chuàng)造性的將電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法通用的步驟總結(jié)出來，同時(shí)引用了嵌套流程使整個(gè)方法更簡潔清晰，通用性好，采用該方法可以保證燃料電池電堆在正常的狀態(tài)下工作，進(jìn)而保證電堆的正常功率輸出。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種燃料電池電堆臺架測試開關(guān)機(jī)方法，包括獨(dú)立的開機(jī)方法和關(guān)機(jī)方法，所述開機(jī)方法包括：

(1)對燃料電池電堆進(jìn)行溫度控制，冷卻液入口溫度設(shè)置為30℃，冷卻液流量設(shè)置為最小流量；

(2)對燃料電池陰陽極分別進(jìn)行氮?dú)獯祾撸獨(dú)饬髁吭O(shè)置為最小流量；

(3)將冷卻液入口溫度設(shè)置到標(biāo)稱溫度，燃料電池陰陽極的氣體入口溫度獨(dú)立地設(shè)置為比標(biāo)稱冷卻液入口溫度高5～10℃(例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃等)，陰陽極的露點(diǎn)溫度獨(dú)立地設(shè)置為比標(biāo)稱冷卻液入口溫度低5～10℃(例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃等)，如此設(shè)置的目的是避免冷凝；

(4)待燃料電池電堆冷卻液入口溫度升溫至大于等于設(shè)定值T₁，燃料電池陰陽極分別以最小流量通入反應(yīng)氣體，待最小單電池開路電壓大于等于V₁，增加負(fù)載到電流密度為0.1～0.5A/cm²(該參數(shù)為小于最小流量反應(yīng)氣體所產(chǎn)生電流對應(yīng)的電流密度，例如0.1A/cm²、0.2A/cm²、0.3A/cm²、0.35A/cm²、或0.5A/cm²等)；

(5)待冷卻液入口溫度大于等于燃料電池陰陽極的露點(diǎn)溫度，開始增加反應(yīng)氣體流量和壓力到相應(yīng)的標(biāo)稱值，逐步增加負(fù)載到標(biāo)稱的負(fù)載；