[發明專利]一種基于運行變載工況的燃料電池膜電極弱片篩選方法

有效

• 申請號: 202011638715.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112803048B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 陳小晶;朱從懿;張翼翀;陳廣明;姚元英;李笑暉;甘全全;王永湛;戴威
• 申請（專利權）人: 上海神力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;H01M8/1004;G01R31/389
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

本發明涉及一種基于運行變載工況的燃料電池膜電極弱片篩選方法，該方法在測試臺架上實現，包括以下步驟：S1：將燃料電池電堆與測試臺架連接并進行參數設定；S2：在燃料電池電堆的陰極和陽極分別通入氫氣和空氣；S3：燃料電池電堆按照設定方式進行加載并運行；S4：獲取燃料電池電堆在加載和運行過程中各膜電極單片的電壓變化情況；S5：根據電壓變化情況篩選出各膜電極中的弱片，與現有技術相比，本發明具有操作簡單、效率高等優點。

技術領域

本發明涉及燃料電池膜電極弱片篩選方法，尤其是涉及一種基于運行變載工況的燃料電池膜電極弱片篩選方法。

背景技術

燃料電池膜電極在生產過程中因生產工藝缺陷，會導致在同樣的生產工藝下，不同批次間的膜電極的電化學特性不一致，這種電化學特性的不一致會引起膜電極在同一電堆內的極化特性不一致，在燃料電池電堆系統運行時，這種不一致的電化學特性會引發單低，嚴重的甚至會直接導致燃料電池電堆系統關機。而這種電化學特性不一致性的膜電極無法通過常規的外觀質量檢測被檢測出來，因此需要采用特定的篩選方法，對燃料電池膜電極弱片進行篩選。

現有技術中缺乏在測試臺架階段對上述弱片篩選的方案，即無法在電堆級別識別弱片，往往需要在系統測試級別才能夠被識別，這會產生大量不必要的成本，且在系統測試級識別的過程復雜，篩選效率低。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種簡單方便、準確快速的基于運行變載工況的燃料電池膜電極弱片篩選方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于運行變載工況的燃料電池膜電極弱片篩選方法，該方法在測試臺架上實現，包括以下步驟：

S1：將燃料電池電堆與測試臺架連接并進行參數設定；

S2：在燃料電池電堆的陰極和陽極分別通入氫氣和空氣；

S3：燃料電池電堆按照設定方式進行加載并運行；

S4：獲取燃料電池電堆在加載和運行過程中各膜電極單片的電壓變化情況；

S5：根據電壓變化情況篩選出各膜電極中的弱片。

進一步地，所述的步驟S3中，燃料電池電堆按照設定方式進行加載并運行的過程具體為：控制燃料電池電堆從第一運行功率P1加載至第二運行功率P2，并在第二運行功率P2下運行設定時間t₁。

進一步優選地，所述的步驟S3中，設定燃料電池電堆加載過程中，電流加載速率為5～30A/s，操作條件加載速率為15～45A/s，其中操作條件加載速率包括氣量加載速率和壓力加載速率等。

進一步優選地，所述的第一運行功率P1≤35％*額定功率，所述的第二運行功率P2≥50％*額定功率。

進一步優選地，所述的步驟S3中，設定燃料電池電堆加載速率為15～45A/s。

進一步優選地，所述的第一運行功率P1為額定功率的5％～35％，所述的第二運行功率P2為額定功率的80％～100％。

進一步優選地，所述的設定時間t₁的范圍為0～10min。

進一步地，所述的步驟S5中，若膜電極單片在加載和運行過程中，其單片電壓存在低于設定閾值的點，則該膜電極單片篩選為弱片。

更進一步地，所述的設定閾值為低于燃料電池電堆均值電壓的電壓值。

進一步地，所述的步驟S2中，所述燃料電池電堆陰極通入的氣量為0.1n～2nNLPM，陽極通入的氣量為0.05n～1.5n NLPM，其中，n為燃料電池節數。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：