[發(fā)明專利]一種氫燃料電池系統(tǒng)正常關機方法

有效

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112820908B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 李昌泉;郝義國;魏永琪
• 申請（專利權）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04303
• 分類號: H01M8/04303;H01M8/04298;H01M8/04111;H01M8/04082;H01M8/04007
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 張毅

本發(fā)明提供一種氫燃料電池系統(tǒng)正常關機方法，該正常關機方法的關機順序為：先關閉空壓機，之后關閉燃料電池系統(tǒng)空氣路的進出堆節(jié)氣門，其次關閉氫燃料電池DC/DC變換器，接著關閉氫氣循環(huán)泵、氫氣入口電磁閥和電堆尾排裝置，最后關閉氫燃料電池系統(tǒng)中的水泵和散熱風扇。通過該關機順序能夠防止電堆內催化劑和質子交換膜的損傷，從而延長質子交換膜燃料電池的使用壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及氫能汽車技術領域，尤其涉及一種氫燃料電池系統(tǒng)正常關機方法。

背景技術

氫燃料電池系統(tǒng)在運行結束過程中，會產生大量的水分，如果在關閉氫燃料電池系統(tǒng)之前未能將水分吹出堆內，則會造成電堆內積水，對下一次氫燃料電池系統(tǒng)的運行產生影響，進而影響氫燃料電池電堆的使用壽命。

吹掃過程在氫燃料電池系統(tǒng)的關機過程中尤為重要，吹掃過程既可以避免電堆內積水情況的出現，同時也會保護氫燃料電池電堆的使用性能，進而延長電堆的使用時長；氫燃料電池DC/DC變換器是氫燃料電池系統(tǒng)中連接負載的重要設備，如果關閉氫燃料電池DC/DC變換器，使氫燃料電池電堆處于開路狀態(tài)，則較高的單體電壓會對催化劑的分解起到促進的作用，對氫燃料電池電堆造成不可挽回的損傷。

目前的氫燃料電池系統(tǒng)的關閉過程存在有兩種方式，一種是率先關閉氫氣路，利用空氣路的開啟來達到消耗多余的氧氣的目的；另一種是率先關閉空氣路，利用多余的氫氣來消耗多余的氫氣的目的。前者的過程會對下一次氫燃料電池系統(tǒng)的開啟形成較為嚴重影響，會造成氫氣側滲入空氣，在陽極側形成氫空界面，是一種較為危險的工況。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種氫燃料電池系統(tǒng)正常關機方法。

本發(fā)明提供一種氫燃料電池系統(tǒng)正常關機方法，所述正常關機方法的步驟為：

S1，調整氫燃料電池電堆的輸出電流至氫燃料電池電堆各單體電壓的最高值小于0.8V；同時氫燃料電池電堆的輸出電流不易太大；

S2，設定氫燃料電池電堆的尾排開啟時間和關閉時間；

S3，根據當前監(jiān)測到的空氣流量設定空壓機轉速；

S4，空壓機轉速設定完成后，判斷監(jiān)測到的空氣流量是否等于空氣流量參考值，若等于，則設定氫氣目標壓強為10Kpa，保持氫燃料電池系統(tǒng)維持當前狀態(tài)1分鐘；若不等于，則重新設定空壓機轉速；

S5,1分鐘結束后，設定氫燃料電池電堆的輸出電流為5A，將空壓機的轉速調整為0，關閉空壓機，之后關閉氫燃料電池系統(tǒng)空氣路的進出堆節(jié)氣門；

S6，當氫燃料電池電堆各單體電壓的最高值下降到小于0.6V時，立刻關閉氫燃料電池DC/DC變換器；

S7，當氫燃料電池電堆各單體電壓的最高值下降到小于0.3V時，先關閉氫氣循環(huán)泵，再關閉氫氣入口電磁閥；

S8，當流出氫燃料電池電堆的冷卻液溫度小于45℃時，先關閉氫燃料電池系統(tǒng)中的散熱風扇，再關閉水泵。

進一步地，步驟S1中，氫燃料電池電堆的輸出電流為60A。

進一步地，步驟S2中，在氫燃料電池系統(tǒng)的關機過程中，氫燃料電池系統(tǒng)的排水關閉時間和排氣關閉時間均設定為10S，排水開啟時間和排氣開啟時間均設定為0.5S。

進一步地，步驟S4中，空氣流量參考值的計算公式為：式中，N為燃料電池電堆的片數；為吹掃過程中空氣流量參考值，Nm³/h。

進一步地，氫燃料電池系統(tǒng)關閉過程中吹掃模式的設定為未關閉燃料電池DC/DC變換器，氫燃料電池電堆有相應的輸出電流，在此種狀態(tài)下進行吹掃。