[發(fā)明專利]燃料電池時(shí)序性排氣控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110563711.X
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN113851676B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫大偉;于廣偉;張欣禹;杜文杰;黃凌武;曹久鶴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京氫創(chuàng)能源科技有限公司;北京英博新能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04082
• 分類號(hào): H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04298;H01M8/04537;H01M8/04746
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊樂

本發(fā)明公開了一種燃料電池時(shí)序性排氣控制方法，包括：步驟1)按預(yù)設(shè)時(shí)間間隔采集處于使用狀態(tài)的燃料電池中的每一個(gè)電堆模塊的模塊電壓；步驟2)根據(jù)測(cè)得的模塊電壓，判斷每個(gè)電堆模塊是否達(dá)到優(yōu)先排氣條件，若至少有一個(gè)電堆模塊達(dá)到優(yōu)先排氣條件，則計(jì)算各電堆模塊的排氣順序，并控制各電堆模塊按照所計(jì)算的排氣順序進(jìn)行排氣；若所有電堆模塊均未達(dá)到優(yōu)先排氣條件，則返回步驟1)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃料電池內(nèi)部的各單體電池(或者由至少一個(gè)單體電池構(gòu)成的電堆模塊)的排氣順序的合理控制，有利于提高燃料電池的氫氣利用率，減少單體電池間的差異性，增加單體電池的耐久性，延長(zhǎng)燃料電池的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池時(shí)序性排氣控制方法。

背景技術(shù)

燃料電池內(nèi)部分為空氣處理系統(tǒng)、氫氣處理系統(tǒng)和水熱循環(huán)處理系統(tǒng)，空氣處理系統(tǒng)給電池內(nèi)部提供適宜的空氣，氫氣處理系統(tǒng)提高燃料發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生能量，水熱循環(huán)處理系統(tǒng)將電池內(nèi)部的反應(yīng)環(huán)境保持在合適的條件內(nèi)。在氫氣處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，最主要就是對(duì)尾排閥的控制，其中包括對(duì)尾排閥的開啟時(shí)間和間隔時(shí)間的控制，若尾排閥的開啟時(shí)間和間隔時(shí)間設(shè)置不合適，會(huì)出現(xiàn)諸多問(wèn)題，例如排氣頻率太高或尾排閥開啟時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)造成氫氣浪費(fèi)，且會(huì)帶來(lái)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。但若排氣頻率太低或尾排閥開啟時(shí)間太短，又容易導(dǎo)致燃料電池內(nèi)的部分單片電池堵水或雜質(zhì)氣體累積，引發(fā)單體電池和單體電池間的不一致性(比如單體電池的電壓不一致、水飽和度不一致、壓力不一致等)，從而導(dǎo)致燃料電池性能下降。

單體電池(或者由至少一個(gè)單體電池組成的電堆模塊)排氣控制是否合理直接關(guān)系到燃料電池整體的電池性能，但如何確保單體電池排氣控制合理成為燃料電池技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以合理控制燃料電池中的單體電池的排氣順序，提升燃料電池整體性能，延長(zhǎng)燃料電池使用壽命為目的，提供一種了一種燃料電池時(shí)序性排氣控制方法。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種燃料電池時(shí)序性排氣控制方法，包括如下步驟：

1)按預(yù)設(shè)時(shí)間間隔采集處于使用狀態(tài)的燃料電池中的每一個(gè)電堆模塊的模塊電壓；

2)根據(jù)測(cè)得的所述模塊電壓，判斷每個(gè)所述電堆模塊是否達(dá)到優(yōu)先排氣條件，

若至少有一個(gè)所述電堆模塊達(dá)到優(yōu)先排氣條件，則計(jì)算各所述電堆模塊的排氣順序，并控制各所述電堆模塊按照所計(jì)算的排氣順序進(jìn)行排氣；

若所有所述電堆模塊均未達(dá)到優(yōu)先排氣條件，則返回步驟1)；

步驟2)中，判斷所述電堆模塊是否達(dá)到優(yōu)先排氣條件的方法為：

記當(dāng)前電堆模塊的模塊電壓為V(i)，記同一時(shí)刻測(cè)得的排氣順序在所述當(dāng)前電堆模塊的前一位和后一位的所述電堆模塊的模塊電壓分別為V(i-1)、V(i+1)，然后判斷V(i)是否小于V(i-1)且小于V(i+1)，并且壓差絕對(duì)值|V(i)-V(i-1)|和/或|V(i)-V(i+1)|是否大于一預(yù)設(shè)的電壓差值閾值，

若是，則判定所述當(dāng)前電堆模塊達(dá)到優(yōu)先排氣條件；

若否，則判定所述當(dāng)前電堆模塊未達(dá)到優(yōu)先排氣條件。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電壓差值閾值為100mV，當(dāng)|V(i)-V(i-1)|和/或|V(i)-V(i+1)|大于100mV時(shí)，判定所述當(dāng)前電堆模塊內(nèi)的雙極板流道內(nèi)雜質(zhì)含量異常，需要優(yōu)先排氣。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電壓差值閾值為200mV，當(dāng)|V(i)-V(i-1)|和/或|V(i)-V(i+1)|大于200mV時(shí)，判定所述當(dāng)前電堆模塊的水含量異常，需要優(yōu)先排氣。