[發(fā)明專利]一種燃料電池系統(tǒng)控制方法及控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111154260.0
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN113839071B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉秀會(huì);趙興旺;李飛強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04828
• 分類號(hào): H01M8/04828
• 代理公司: 北京共騰律師事務(wù)所 16031
• 代理人: 姚星

本發(fā)明提供了一種燃料電池系統(tǒng)控制方法及控制系統(tǒng)，方法包括：獲取燃料電池系統(tǒng)當(dāng)前電流；比較當(dāng)前電流與目標(biāo)電流，當(dāng)當(dāng)前電流等于目標(biāo)電流時(shí)，獲取燃料電池當(dāng)前電堆水含量；比較當(dāng)前電堆水含量與電堆水含量目標(biāo)值；當(dāng)當(dāng)前電堆水含量小于或等于電堆水含量目標(biāo)值時(shí)，獲取燃料電池系統(tǒng)平均單片電壓以及最低單片電壓；比較燃料電池系統(tǒng)平均單片電壓與平均單片電壓最低閾值、比較最低單片電壓與最低單片電壓最低閾值，得到比較結(jié)果；根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)水含量。本發(fā)明使燃料電池系統(tǒng)快速恢復(fù)到輸出電流對(duì)應(yīng)的平衡水含量，使最低單片電壓和平均單片電壓值恢復(fù)到正常范圍內(nèi)，減緩發(fā)動(dòng)機(jī)衰減速率，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池系統(tǒng)控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池是一種電化學(xué)反應(yīng)裝置，由氫氣和氧氣分別在兩個(gè)半電極內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成水，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)伴隨著效率損失而轉(zhuǎn)化為熱能。燃料電池堆是由多片燃料電池單片按照負(fù)極-正極-負(fù)極-正極重復(fù)的方式進(jìn)行串聯(lián)而成，相鄰兩片燃料電池單片用雙極板進(jìn)行隔離。在雙極板一側(cè)表面形成有氫氣供給流道且與氫氣反應(yīng)電極接觸，在雙極板另一側(cè)表面形成有氧氣（空氣）供給流道且與氧氣反應(yīng)電極接觸，在雙極板中間形成有冷卻液供給通道。不同介質(zhì)流道間，用密封材料進(jìn)行密封。燃料電池系統(tǒng)應(yīng)用于車輛動(dòng)力系統(tǒng)，作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)車輛，不可避免的出現(xiàn)車輛需求功率增加、并且要求燃料電池系統(tǒng)滿足來自動(dòng)力系統(tǒng)的功率需求。為了提高燃料電池系統(tǒng)的輸出功率，燃料電池系統(tǒng)的輸出電流必須增加。燃料電池輸出電流增加，導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)電化學(xué)反應(yīng)生成水含量和氫氣側(cè)雜氣同步增加，燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)部的水含量和雜氣過度增加，反過來導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)電堆的輸出功率降低、有損于燃料電池系統(tǒng)電堆的壽命。鑒于此，有必要提供一種方法以解決燃料電池內(nèi)部水含量和雜質(zhì)過度增加的問題。

相關(guān)技術(shù)提供的燃料電池控制方法包括通過診斷分析單元計(jì)算電堆工作電流下的單電池電壓標(biāo)準(zhǔn)方差，并將該單電池電壓標(biāo)準(zhǔn)方差與點(diǎn)電池電壓標(biāo)準(zhǔn)方差參考值進(jìn)行比較，通過燃料電池控制器根據(jù)診斷分析單元的比較結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)的燃料電池水狀態(tài)控制。

但是在上述方法無法在燃料電池系統(tǒng)輸出電流快速增加且輸出電流達(dá)到穩(wěn)定后的一段時(shí)間內(nèi)，控制燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)水分，使燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)單片電壓和平均單片電壓恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種燃料電池系統(tǒng)控制方法及控制系統(tǒng)，可以解決無法在燃料電池系統(tǒng)輸出電流快速增加且輸出電流達(dá)到穩(wěn)定后的一段時(shí)間內(nèi)，控制燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)水分的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下所示：

一方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)控制方法，所述方法包括：

獲取燃料電池系統(tǒng)當(dāng)前電流；

比較所述當(dāng)前電流與目標(biāo)電流，當(dāng)所述當(dāng)前電流等于所述目標(biāo)電流時(shí)，獲取所述燃料電池當(dāng)前電堆水含量；

比較所述當(dāng)前電堆水含量與電堆水含量目標(biāo)值；

當(dāng)所述當(dāng)前電堆水含量小于或等于所述電堆水含量目標(biāo)值時(shí)，獲取所述燃料電池系統(tǒng)平均單片電壓以及最低單片電壓；

比較所述燃料電池系統(tǒng)平均單片電壓與平均單片電壓最低閾值、比較所述最低單片電壓與最低單片電壓最低閾值，得到比較結(jié)果；

根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)整燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)水含量。

在一種可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整電堆內(nèi)水含量，包括：當(dāng)所述燃料電池系統(tǒng)平均單片電壓小于所述平均單片電壓最低閾值和所述最低單片電壓小于所述最低單片電壓最低閾值時(shí)，開啟與所述燃料電池系統(tǒng)電堆連接的第一閥門排出所述燃料電池系統(tǒng)電堆內(nèi)氫氣側(cè)的雜氣。