[發(fā)明專利]一種氫燃料電池電堆的化學計量靈敏度的檢測方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011053938.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112213370B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳漢軍;全琎;熊熒;胡雄暉;盧慶文;全歡;全睿;全書海
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢海億新能源科技有限公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01R31/385;H01M8/0438;H01M8/04537;H01M8/04746
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 陳曉華

1.一種氫燃料電池電堆的化學計量靈敏度的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采集電堆實時電流，設(shè)置氫氣過量系數(shù)，并實時檢測電堆入口實時氫氣流量；

步驟2：根據(jù)所述電堆實時電流、所述氫氣過量系數(shù)和所述電堆入口實時氫氣流量，判斷所述氫氣過量系數(shù)是否設(shè)置成功，若是，則執(zhí)行步驟3；若否，則調(diào)整氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，直至所述氫氣過量系數(shù)設(shè)置成功后，執(zhí)行所述步驟3；

步驟3：采集電堆實時電壓，根據(jù)所述電堆實時電壓、所述電堆實時電流和所述電堆入口實時氫氣流量，計算得到在所述氫氣過量系數(shù)下的電堆實時運行效率；

步驟4：重新設(shè)置多個氫氣過量系數(shù)，并分別基于每個氫氣過量系數(shù)重復所述步驟1至所述步驟3，得到每個氫氣過量系數(shù)下的電堆實時運行效率；

步驟5：根據(jù)所有氫氣過量系數(shù)和所有氫氣過量系數(shù)對應(yīng)的電堆實時運行效率，生成所述電堆實時電流下的電堆化學計量靈敏度曲線；

所述步驟2具體包括以下步驟：

步驟21：根據(jù)所述電堆實時電流和所述氫氣過量系數(shù)計算得到電堆入口理論氫氣流量；

步驟22：判斷所述電堆入口實時氫氣流量是否等于所述電堆入口理論氫氣流量，若是，則判定所述氫氣過量系數(shù)設(shè)置成功，并執(zhí)行所述步驟3；若否，則不斷調(diào)整氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，實時檢測在調(diào)整所述氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速后的所述電堆入口實時氫氣流量，直至所述電堆入口實時氫氣流量等于所述電堆入口理論氫氣流量后，執(zhí)行所述步驟3；

計算所述電堆入口理論氫氣流量的具體公式為：

F_H2＝n₁kIN；

其中，F(xiàn)_H2為所述電堆入口理論氫氣流量，n₁為所述氫氣過量系數(shù)，k為氫氣流量固定參數(shù)，I為所述電堆實時電流，N為氫燃料電池片數(shù)；

計算所述電堆實時運行效率的具體公式為：

其中，n_F為所述電堆實時運行效率，U為所述電堆實時電壓，F(xiàn)為所述電堆入口實時氫氣流量，為氫氣低熱值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池電堆的化學計量靈敏度的檢測方法，其特征在于，還包括：

步驟6：計算所述電堆化學計量靈敏度曲線的多個曲線斜率，并根據(jù)預(yù)設(shè)曲線斜率判別式，從所有曲線斜率中得到目標曲線斜率；

步驟7：根據(jù)所述目標曲線斜率，在所述電堆化學計量靈敏度曲線中獲取所述目標曲線斜率對應(yīng)的目標化學計量系數(shù)。

3.一種氫燃料電池電堆的化學計量靈敏度的檢測裝置，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至2任一項所述的氫燃料電池電堆的化學計量靈敏度的檢測方法中，包括上位機、電氣控制模塊和氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)模塊；

所述上位機與所述電氣控制模塊電連接，所述電氣控制模塊與所述氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)模塊電連接；

所述上位機，用于設(shè)置氫氣過量系數(shù)，并下發(fā)至所述電氣控制模塊；

所述電氣控制模塊，用于采集電堆實時電流；

所述氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)模塊，用于實時檢測電堆入口實時氫氣流量并上傳至所述電氣控制模塊；

所述電氣控制模塊，還用于根據(jù)所述電堆實時電流、所述氫氣過量系數(shù)和所述電堆入口實時氫氣流量，判斷所述氫氣過量系數(shù)是否設(shè)置成功；若是，則采集電堆實時電壓，根據(jù)所述電堆實時電壓、所述電堆實時電流和所述電堆入口實時氫氣流量，計算得到在所述氫氣過量系數(shù)下的電堆實時運行效率，并上傳至所述上位機；若否，則控制所述氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，直至所述氫氣過量系數(shù)設(shè)置成功后，采集電堆實時電壓，根據(jù)所述電堆實時電壓、所述電堆實時電流和所述電堆入口實時氫氣流量，計算得到在所述氫氣過量系數(shù)下的電堆實時運行效率，并上傳至所述上位機；

所述氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)模塊，還用于調(diào)節(jié)所述氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速；

所述電氣控制模塊，還用于得到在所述上位機重新設(shè)置的每個氫氣過量系數(shù)下的電堆實時運行效率，并上傳至所述上位機；

所述上位機，還用于根據(jù)所有氫氣過量系數(shù)和所有氫氣過量系數(shù)對應(yīng)的電堆實時運行效率，生成所述電堆實時電流下的電堆化學計量靈敏度曲線。