[發(fā)明專利]燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法、裝置、系統(tǒng)及燃料電池

在審

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• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114914490A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 玉柴芯藍新能源動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0438
• 分類號: H01M8/0438;H01M8/04223;H01M8/04089;H01M8/04791
• 代理公司: 廣西曙光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45132
• 代理人: 付培方

本發(fā)明公開一種燃料電池排氫閥冰堵故障檢測方法、裝置、系統(tǒng)及燃料電池，涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括控制排氫閥開啟；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，控制給電堆補氫，然后返回排氫閥開啟；如果所述方法運行的總時間大于第二時間段，判定排氫閥出現(xiàn)冰堵故障，退出檢測。本發(fā)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)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(tǒng)及燃料電池。

背景技術(shù)

目前的車用燃料電池系統(tǒng)，氫瓶中氫氣經(jīng)過減壓閥降壓后，由噴射器噴射進入電堆。反應(yīng)后的剩余氫氣及生成物水，經(jīng)過氣水分離器分離后，一部分由氫循環(huán)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(tài)水，但在排氫閥處，仍不可避免會存在少量液態(tài)水或水蒸氣。在低溫(≤0℃)情形下，這部分水便會結(jié)冰，導(dǎo)致排氫閥啟動受阻，進而影響燃料電池系統(tǒng)的低溫啟動性能。

由于排氫閥多為簡單的閥門執(zhí)行機構(gòu)，缺少故障傳感器，一旦發(fā)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(zhí)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(tǒng)低溫啟動時間。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)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(tǒng)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(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)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(zhí)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：控制給電堆補氫，然后返回所述步驟S101；

所述方法還包括一個步驟S104：計算所述方法運行的總時間，如果所述總時間大于第二時間段，判定排氫閥出現(xiàn)冰堵故障，退出檢測，其中，所述第二時間段為所述第一時間段的三十到四十倍。

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(yù)設(shè)偏移量，執(zhí)行步驟S101，否則，給電堆補氫，繼續(xù)執(zhí)行步驟S100。

進一步地，所述第一時間段和閾值是通過預(yù)先試驗獲得的數(shù)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(yù)設(shè)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(jù)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(xù)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(xù)時間為所述最大電堆氫壓力值和最小電堆氫壓力值對應(yīng)的時間間隔。