[發明專利]燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法、裝置、系統及燃料電池

在審

• 申請號: 202210368319.4
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114914481A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 楊升;葉遙立;張松;夏景霖;陸永卷;陳軍榮;黃延楷
• 申請（專利權）人: 玉柴芯藍新能源動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04223;H01M8/0438
• 代理公司: 廣西曙光知識產權代理有限公司 45132
• 代理人: 付培方

本發明公開一種燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法、裝置、系統及燃料電池，涉及燃料電池技術領域，所述方法包括步驟S101：控制排氫閥開啟；步驟S102：獲取電堆氫壓力值，在排氫閥開啟第一時間段后的任一一個時刻，比較第一時間段兩端電堆氫壓力差，如果所述第一時間段兩端電堆氫壓力差大于閾值，則判定排氫閥無冰堵故障，退出檢測，否則，執行步驟S103；步驟S103：判斷步驟S101中排氫閥開啟的次數是否超過預設限制開啟數值，若是，判定排氫閥出現冰堵故障，退出檢測，否則執行步驟S104；步驟S104：控制給電堆補氫，然后返回所述步驟S101。本發明提供的方法，能夠快速、準確檢測排氫閥是否存在冰堵故障。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法、裝置、系統及燃料電池。

背景技術

目前的車用燃料電池系統，氫瓶中氫氣經過減壓閥降壓后，由噴射器噴射進入電堆。反應后的剩余氫氣及生成物水，經過氣水分離器分離后，一部分由氫循環泵重新引入電堆，一部分則直接由排氫閥排出。

盡管汽水分離器能截留大部分液態水，但在排氫閥處，仍不可避免會存在少量液態水或水蒸氣。在低溫(≤0℃)情形下，這部分水便會結冰，導致排氫閥啟動受阻，進而影響燃料電池系統的低溫啟動性能。

由于排氫閥多為簡單的閥門執行機構，缺少故障傳感器，一旦發生冰堵則難以檢測。針對排氫閥冰堵問題，專利CN203800126U、CN211829049U提供了不同的融冰方案，在低溫情形下主動進行融冰。但這兩個方案均沒有涉及冰堵檢測方法，這一方面，造成每次低溫啟動均執行排氫閥融冰，額外增加功耗；另一方面，融冰時間較長，也增加了燃料電池系統低溫啟動時間。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法、裝置、系統及燃料電池，能夠快速、準確檢測排氫閥是否存在冰堵故障。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法，所述方法包括：

步驟S101：控制排氫閥開啟；

步驟S102：獲取電堆氫壓力值，在排氫閥開啟第一時間段后的任一一個時刻，比較第一時間段兩端電堆氫壓力差，如果所述第一時間段兩端電堆氫壓力差大于閾值，則判定排氫閥無冰堵故障，退出檢測，否則，執行步驟S103，其中，所述第一時間段兩端電堆氫壓力差為所述任一一個時刻的電堆氫壓力值與之前間隔第一時間段的時刻的電堆氫

壓力值的差值絕對值；

步驟S103：判斷步驟S101中排氫閥開啟的次數是否超過預設限制開啟數值，若是，判定排氫閥出現冰堵故障，退出檢測，否則執行步驟S104；

步驟S104：控制給電堆補氫，然后返回所述步驟S101。

進一步地，所述方法啟動時，在所述步驟S101前，還包括:

步驟S100：控制排氫閥開啟，獲取并比較所述大氣壓力值和電堆氫壓力值，若所述大氣壓力值與電堆氫壓力值的差值絕對值大于預設偏移量，執行步驟S101，否則，給電堆補氫，繼續執行步驟S100。

進一步地，所述第一時間段和閾值是通過預先試驗獲得的數值，獲取方法如下：

第一步驟：在保證排氫閥無冰堵故障的情況下，給電堆補氫，所述大氣壓力值與電堆氫壓力值的差值絕對值大于預設偏移量；

第二步驟：控制排氫閥開啟，采集所述電堆氫壓力值；

第三步驟：根據所述電堆氫壓力值，獲取電堆氫壓力值波動范圍以及波動持續時間，其中，電堆氫壓力值波動范圍為最大電堆氫壓力值和最小電堆氫壓力值的差值，所述電堆氫壓力波動持續時間為所述最大電堆氫壓力值和最小電堆氫壓力值對應的時間間隔。