[發明專利]一種可用于燃料電池電堆的水管理控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202110967064.9
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113707915B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 許德超;韓令海;趙洪輝;丁磊;盛夏;潘興龍;汝春宇;金守一;劉穎
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 范坤坤

本發明實施例公開了一種可用于燃料電池電堆的水管理控制方法及裝置，其中，燃料電池電堆由多個單體電池組成，該方法包括：獲取優選工況區間內各個工況點的陰極實際壓阻數據和陽極實際壓阻數據；將陽極通入與工況點相同流量的氫氣，陰極通入與工況點相同流量的氮氣獲取陽極基準壓阻數據；將陰極通入與工況點相同流量的空氣，陽極通入與工況點相同流量的氦氣獲取陰極基準壓阻數據；由陰極實際壓阻數據和陰極基準壓阻數據獲取陰極壓阻上限值；由陽極實際壓阻數據和陽極基準壓阻數據獲取陽極壓阻上限值；若陰極和/或陽極實際壓阻數據超過陰極和/或陽極壓阻上限值，啟用陰極和/或陽極排水控制策略。本技術方案，實現節約成本及提高控制精度的效果。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種可用于燃料電池電堆的水管理控制方法及裝置。

背景技術

燃料電池或發動機在運行時，內部水管理水平至關重要，不僅對電池的性能影響明顯，而且長時間運行在不合理水管理狀態也會對燃料電池或發動機的壽命和耐久性產生顯著影響。對燃料電池進行水管理時，必須要對電池內部的水含量狀態進行估計，以避免液態水過多引起水淹情況。

現有技術受限于算力和模型復雜度，存在成本高、控制精度和計算效率低的問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種可用于燃料電池電堆的水管理控制方法及裝置，可實現簡化控制算法、節約成本以及提高控制精度和計算效率的效果。

第一方面，本發明實施例提供了一種可用于燃料電池電堆的水管理控制方法，其中，所述燃料電池電堆由多個單體電池組成，可用于燃料電池電堆的水管理控制方法包括：

獲取優選工況區間內各個工況點的陰極實際壓阻數據和陽極實際壓阻數據，并保證所述燃料電池的單體電壓處于常用區間內；

將所述燃料電池的陽極通入與所述工況點相同流量的氫氣，并將陰極通入與所述工況點相同流量的氮氣獲取所述燃料電池的陽極基準壓阻數據；將燃料電池的陰極通入與所述工況點相同流量的空氣，并將陽極通入與所述工況點相同流量的氦氣獲取所述燃料電池的陰極基準壓阻數據；

根據所述陰極實際壓阻數據和所述陰極基準壓阻數據獲取陰極壓阻上限值；根據所述陽極實際壓阻數據和所述陽極基準壓阻數據獲取陽極壓阻上限值；

在所述燃料電池運行過程中，當陰極實際壓阻數據超過所述陰極壓阻上限值時，啟用陰極排水控制策略，當陽極實際壓阻數據超過所述陽極壓阻上限值時，啟用陽極排水控制策略。

第二方面，本發明實施例提供了一種可用于燃料電池電堆的水管理控制裝置，其中，包括：

實測數據獲取模塊，用于獲取優選工況區間內各個工況點的陰極實際壓阻數據和陽極實際壓阻數據，并保證所述燃料電池的單體電壓處于常用區間內；

基準數據獲取模塊，用于將所述燃料電池的陽極通入與所述工況點相同流量的氫氣，并將陰極通入與所述工況點相同流量的氮氣獲取所述燃料電池的陽極基準壓阻數據；將燃料電池的陰極通入與所述工況點相同流量的空氣，并將陽極通入與所述工況點相同流量的氦氣獲取所述燃料電池的陰極基準壓阻數據；

上限值獲取模塊，用于根據所述陰極實際壓阻數據和所述陰極基準壓阻數據獲取陰極壓阻上限值；根據所述陽極實際壓阻數據和所述陽極基準壓阻數據獲取陽極壓阻上限值；

排水策略啟用模塊，用于在所述燃料電池運行過程中，當陰極實際壓阻數據超過所述陰極壓阻上限值時，啟用陰極排水控制策略，當陽極實際壓阻數據超過所述陽極壓阻上限值時，啟用陽極排水控制策略。