[發明專利]一種燃料電池電堆的停機吹掃方法及裝置

有效

• 申請號: 202111154259.8
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113839068B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 苗田偉;趙興旺;王鵬;方川
• 申請（專利權）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04228;H01M8/04303;H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04492;H01M8/04537;H01M8/04992
• 代理公司: 北京共騰律師事務所 16031
• 代理人: 姚星

本發明提供了一種車載燃料電池的停機吹掃方法，屬于燃料電池電堆停機吹掃技術領域，解決了現有技術未能有效消除質子交換膜內模態水的問題。該方法包括如下步驟：獲取不同環境溫度下燃料電池的含水量低于預設值時的阻抗范圍；接收到用戶發出的整車關機指令后，監測當前時刻的環境溫度，識別該環境溫度對應的燃料電池的含水量低于預設值時的阻抗范圍；對燃料電池電堆執行第一次吹掃，監測吹掃過程中電堆的實時高頻阻抗，直到實時高頻阻抗落入上述識別的阻抗范圍，停止吹掃，并得出第一次吹掃時間；停止吹掃達預設時間后，再次監測環境溫度，繼續對燃料電池電堆執行吹掃，直到最后一次的吹掃時間達到指定閾值，對整車進行停機，并關閉燃料電池電堆。

技術領域

本發明涉及燃料電池電堆停機吹掃技術領域，尤其涉及一種燃料電池電堆的停機吹掃方法及裝置。

背景技術

燃料電池電堆停機吹掃時，質子交換膜內所吸收的水（模態水）不易除去，這部分水的存在使得電堆在低溫存儲及啟動過程中更易結冰，對電池結構會產生破壞，造成電堆的性能衰減。

目前的吹掃方式大多只是進行簡單的吹掃，一些監測高頻阻抗實現閉環的吹掃策略中大多未考慮質子交換膜內模態水的影響。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種車載燃料電池的停機吹掃方法及裝置，用以解決現有技術未能有效消除質子交換膜內模態水的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種車載燃料電池的停機吹掃方法，包括如下步驟：

獲取不同環境溫度下燃料電池的含水量低于預設值時的阻抗范圍；

接收到用戶發出的整車關機指令后，監測當前時刻的環境溫度，識別該環境溫度對應的燃料電池的含水量低于預設值時的阻抗范圍；

對燃料電池電堆執行第一次吹掃，監測吹掃過程中電堆的實時高頻阻抗，直到所述實時高頻阻抗落入上述識別的阻抗范圍，停止吹掃，并記錄第一次吹掃時間；

停止吹掃達預設時間后，再次監測環境溫度，繼續對燃料電池電堆執行吹掃，直到最后一次吹掃的時間達到指定閾值，對整車進行停機，并關閉燃料電池電堆。

上述技術方案的有益效果如下：根據環境溫度與阻抗控制進行間歇式多次吹掃的方案，能夠有效消除質子交換膜內模態水，使得燃料電池在低溫存儲及啟動過程中不易結冰，不會對電池結構產生破壞，并增強電堆的使用性能，大幅度提高用戶體驗。

基于上述方法的進一步改進，所述獲取不同環境溫度下燃料電池的含水量低于預設值時的阻抗范圍的步驟，進一步包括：

獲取燃料電池電堆的包括不同環境溫度、阻抗、電池壽命對應的數據樣本；

對上述數據樣本進行擬合，通過最佳逼近方法確定環境溫度-阻抗-電池壽命的函數曲線；

通過上述函數曲線，確定每一環境溫度下燃料電池的額定壽命到最高壽命對應的阻抗范圍，作為含水量低于預設值時的阻抗范圍。

上述進一步改進方案的有益效果是：建立了環境溫度-阻抗-電池壽命的輸出關系，經研究發現，電池的壽命與質子交換膜內模態水含水量也有直接關系。雖然質子交換膜內模態水含水量不易確定，但通過對電池壽命的限定，可作為含水量評判的基準，使得后續吹風控制方案更加精準。

進一步，所述監測當前時刻的環境溫度，識別該環境溫度對應的燃料電池的含水量低于預設值時的阻抗范圍的步驟，進一步包括：

通過布設于整車車廂內的溫度傳感器，監測當前時刻的環境溫度；

識別上述環境溫度對應的含水量低于預設值時的阻抗范圍，并得出該阻抗范圍對應的阻抗上下限。

上述進一步改進方案的有益效果是：限定了環境溫度測量的方法，在整車不開啟空調的情況下，車廂內的溫度作為電池工作的環境溫度更有利于精準調控。