[發明專利]燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法

有效

• 申請號: 202010315251.4
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN113540509B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 劉秀會;洪坡;楊紹軍;張禾;賈能鈾
• 申請（專利權）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04303;H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04701;H01M8/04828;H01M8/04955;H01M8/04992
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴

1.一種燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法包括多個步驟：

步驟1：使燃料電池系統的各個部件處于停機運轉模式；

步驟2：根據燃料電池系統的冷卻組件的狀態查表得到燃料電池系統停機過程預期的氫氣總消耗質量Mco；

步驟3：獲取燃料電池系統的氫氣供給系統的從氫瓶瓶口閥到減壓閥入口端管路容積Vh、從減壓閥出口端到氫氣供給調節部件入口端管路容積Vl、減壓閥入口端管路氫氣壓力Ph和減壓閥出口端管路壓力Pl；

步驟4：獲取所有氫瓶的溫度中的最高溫度Tmax；

步驟5：根據所有氫瓶的最高溫度Tmax、減壓閥入口端管路容積Vh、減壓閥入口端壓力Ph、減壓閥出口端管路容積Vl和減壓閥出口端壓力Pl，使用非理想氣體狀態方程分別計算高壓管路內氫氣容納質量Mh和減壓閥后低壓管路內氫氣容納質量Ml；

步驟6：判斷預期的氫氣總消耗質量Mco是否大于等于Mh+Ml+△M，其中△M是預設的閾值，若“是”，執行步驟7；若“否”，執行步驟8；

步驟7：保持至少一個氫瓶為開啟狀態并繼續執行正常停機過程，然后再次執行步驟2；

步驟8：關閉所有氫瓶的瓶口閥，繼續執行正常停機過程，直至達到燃料電池停機所設定的指標。

2.如權利要求1所述的燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述停機運轉模式是指預設的燃料電池系統的各個部件在停機過程中的運轉模式。

3.如權利要求1所述的燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述步驟2：根據燃料電池系統的冷卻組件的狀態查表得到燃料電池系統停機過程預期的氫氣總消耗質量M包括：

步驟201：獲取冷卻液進入燃料電池的溫度、冷卻液離開燃料電池的溫度、燃料電池當前水含量和燃料電池目標水含量；

步驟202：根據冷卻液進入燃料電池的溫度、冷卻液離開燃料電池的溫度、燃料電池當前水含量和燃料電池目標水含量查表得到燃料電池系統停機過程預期的氫氣總消耗質量M。

4.如權利要求3所述的燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述燃料電池當前水含量是指當前時刻聚集在燃料電池電堆內部結構中且未被排出的總的水含量，所述燃料電池當前水含量基于交流阻抗在線測量技術的水含量估計方法獲得或者基于燃料電池輸出電壓電流和溫度等多個傳感器信息綜合分析的水含量估計方法獲得。

5.如權利要求1所述的燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述步驟4：獲取所有氫瓶的溫度中的最高溫度Tmax是指將所有氫氣瓶的溫度分別記為T1、T2…Tn，其中氫氣瓶總數量為n，所有氫瓶的溫度中的最高溫度Tmax＝max{T1,T2,T3…Tn}。

6.如權利要求1所述的燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述步驟5：根據所有氫瓶的最高溫度Tmax、減壓閥入口端管路容積Vh、減壓閥入口端壓力Ph，減壓閥出口端管路容積Vl和減壓閥出口端壓力Pl，使用非理想氣體狀態方程分別計算高壓管路內氫氣容納質量Mh和減壓閥后低壓管路內氫氣容納質量Ml包括：

步驟501：根據所有氫瓶的最高溫度Tmax、減壓閥入口端管路容積Vh和減壓閥入口端壓力Ph，使用非理想氣體狀態方程計算高壓管路內氫氣容納質量Mh；

步驟502：根據所有氫瓶的最高溫度Tmax、減壓閥出口端管路容積Vl和減壓閥出口端壓力Pl，使用非理想氣體狀態方程計算和減壓閥后低壓管路內氫氣容納質量Ml。

7.如權利要求1-6中任一權利要求所述的燃料電池系統停機過程中的氫氣供給方法，其特征在于，所述燃料電池系統包括電堆、供氣組件、供氫組件和散熱組件，所述供氫組件包括氫瓶組、第一管路、第二管路和排氫閥，所述供氣組件包括空壓機、第三管路、第四管路和節氣門，所述散熱組件包括三通管路、液泵、第五管路、散熱器、第六管路、節溫器和第七管路，所述氫瓶組包括多個氫瓶，每個氫瓶的瓶口均設有瓶口閥，所述氫瓶組通過第一管路與減壓閥連通，減壓閥通過第八管路與氫氣供給調節部件連通，氫氣供給調節部件通過第九管路與電堆的氫氣入口連通，排氫閥通過第二管路與電堆的氫氣出口連通，空壓機通過第三管路與電堆的空氣入口連通，節氣門通過第四管路與電堆的空氣出口連通，所述三通管路的第一端與電堆的冷卻液出口連通，三通管路的第二段與液泵連通，三通管路的第三端與節溫器的第一端連通，散熱器通過第五管路與液泵連通，節溫器的第二端通過第六管路與散熱器聯通，節溫器的第三端通過第七管路與電堆的冷卻液入口連通。