本發(fā)明涉及氫氧燃料電池，尤其涉及一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、氫氧燃料電池是一種電化學(xué)反應(yīng)裝置，其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫氣和氧氣分別供給陽(yáng)極和陰極，由氫氣和氧氣反應(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。為了確保燃料電池啟動(dòng)時(shí)不會(huì)由于積水發(fā)生局部水淹的同時(shí)也能將堆內(nèi)雜質(zhì)氣體排出，一般在關(guān)機(jī)和開機(jī)過(guò)程中對(duì)燃料電池進(jìn)行吹掃。

2、常規(guī)的空載吹掃過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電位的長(zhǎng)期存在，會(huì)導(dǎo)致電堆內(nèi)雙極板的碳腐蝕越加嚴(yán)重。目前，削弱碳腐蝕，減少氫空界面是改善氫氣燃料電池耐久性的一個(gè)重要方向之一。

3、現(xiàn)有技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)氫氣腔和空氣腔進(jìn)行同步吹掃，并通過(guò)控制高壓電控dcf來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電堆的外接負(fù)載電流拉載以減小電堆的單體電壓過(guò)電位的持續(xù)時(shí)間，拉載電流由模糊pid控制計(jì)算得出。由此種方法實(shí)現(xiàn)的吹掃對(duì)降低過(guò)電位確實(shí)有效，但是存在功率控制計(jì)算較為復(fù)雜的缺點(diǎn)，再加上在啟機(jī)吹掃時(shí)直接進(jìn)行電流拉載，存在若操作不當(dāng)可能對(duì)電堆會(huì)造成不可逆損傷的風(fēng)險(xiǎn)，此外，上述做法是氫空同時(shí)吹掃，在有效降低過(guò)電位問題的同時(shí)也造成了氫耗增加的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置，通過(guò)更低的耗氫成本，實(shí)現(xiàn)開機(jī)吹掃。

2、依據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種氫氧燃料電池吹掃控制方法，包括：

3、向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度；

4、向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；

5、在氫氣腔進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃之后，對(duì)所述氫氣腔進(jìn)行保壓；

6、關(guān)閉旁通管路，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃；

7、獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及dcdc輸入端電壓；若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時(shí)長(zhǎng)滿足運(yùn)行條件，則氫氧燃料電池開始進(jìn)行電流拉載。

8、可選的，所述向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出，包括：

9、打開進(jìn)氫閥以及排氣排水閥；

10、根據(jù)預(yù)設(shè)的氫氣壓力，確定進(jìn)氫比例閥的開度；

11、設(shè)定對(duì)電堆內(nèi)進(jìn)行氫氣吹掃的目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)；

12、向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的氫氣吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出。

13、可選的，所述向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度，包括：

14、打開空壓機(jī)及旁通管路閥，關(guān)閉空氣腔的進(jìn)氣閥及背壓閥，向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度。

15、可選的，在所述向電堆內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的氫氣吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出步驟之后，所述方法還包括：

16、獲取氫氣入口壓力及電堆中各電池的平均單片電壓；

17、若所述氫氣入口壓力及所述電堆中各電池的平均單片電壓滿足放電條件，則控制dcdc處于放電模式；

18、可選的，所述若所述氫氣入口壓力及所述電堆中各電池的平均單片電壓滿足放電條件，則控制dcdc處于放電模式，包括：

19、若所述氫氣入口壓力與預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力之間的差值在目標(biāo)范圍內(nèi)，且所述電堆中各電池的平均單片電壓大于電壓閾值，則控制dcdc處于放電模式。

20、可選的，所述對(duì)所述氫氣腔進(jìn)行保壓，包括：

21、關(guān)閉排氣排水閥，進(jìn)氫閥保持打開，進(jìn)氫比例閥根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力通過(guò)pid調(diào)節(jié)開度，維持氫氣腔的需求壓力。

22、可選的，所述關(guān)閉旁通管路，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃，包括：

23、所述空壓機(jī)維持在預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，打開空氣腔的進(jìn)氣閥，關(guān)閉旁通管路閥，并調(diào)節(jié)背壓閥的開度，以維持氫空壓差恒定，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃。

24、可選的，所述若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時(shí)長(zhǎng)滿足運(yùn)行條件，則氫氧燃料電池開始進(jìn)行電流拉載，包括：

25、若所述電堆內(nèi)單片電池電壓中的最低電壓大于第一閾值，所述dcdc輸入端電壓大于第二閾值，且吹掃總時(shí)長(zhǎng)大于時(shí)長(zhǎng)閾值，則燃料電池開始進(jìn)行電流拉載。

26、依據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種氫氧燃料電池吹掃控制裝置，包括：

27、第一吹掃模塊，用于向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度；向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；

28、保壓模塊，用于在氫氣腔進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃之后，對(duì)所述氫氣腔進(jìn)行保壓；

29、第二吹掃模塊，用于關(guān)閉旁通管路，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃；

30、獲取模塊，用于獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及dcdc輸入端電壓；

31、運(yùn)行模塊，用于在所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時(shí)長(zhǎng)滿足運(yùn)行條件，則氫氧燃料電池開始進(jìn)行電流拉載。

32、依據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種氫氧燃料電池，所述氫氧燃料電池的電堆在進(jìn)行吹掃時(shí)，適用前述的氫氧燃料電池吹掃控制方法。

33、本說(shuō)明書實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果：

34、本說(shuō)明書實(shí)施例提供的一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置，通過(guò)向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度；向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；在氫氣腔進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃之后，對(duì)所述氫氣腔進(jìn)行保壓；關(guān)閉旁通管路，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃；獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及dcdc輸入端電壓；若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時(shí)長(zhǎng)滿足運(yùn)行條件，則氫氧燃料電池開始進(jìn)行電流拉載。如此，采用氫空分步吹掃策略，可以大大縮短過(guò)電位的總時(shí)長(zhǎng)，且使用dcdc放電模式，在氫氣吹掃的同時(shí)，消耗堆內(nèi)的氧氣且拉低過(guò)電壓。

35、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種氫氧燃料電池吹掃控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向電堆內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的氫氣吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出步驟之后，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述氫氣入口壓力及所述電堆中各電池的平均單片電壓滿足放電條件，則控制dcdc處于放電模式，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述氫氣腔進(jìn)行保壓，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述關(guān)閉旁通管路，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時(shí)長(zhǎng)滿足運(yùn)行條件，則氫氧燃料電池開始進(jìn)行電流拉載，包括：

9.一種氫氧燃料電池吹掃控制裝置，其特征在于，包括：

10.一種氫氧燃料電池，其特征在于，所述氫氧燃料電池的電堆在進(jìn)行吹掃時(shí)，適用權(quán)利要求1-8中任一所述的氫氧燃料電池吹掃控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置，通過(guò)向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時(shí)氫氣的排放濃度；向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；在氫氣腔進(jìn)行目標(biāo)時(shí)長(zhǎng)的吹掃之后，對(duì)所述氫氣腔進(jìn)行保壓；關(guān)閉旁通管路，使空氣進(jìn)入陰極進(jìn)行堆內(nèi)吹掃；獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及DCDC輸入端電壓；若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述DCDC輸入端電壓以及吹掃總時(shí)長(zhǎng)滿足運(yùn)行條件，則氫氧燃料電池開始進(jìn)行電流拉載。如此，采用氫空分步吹掃策略，可以大大縮短過(guò)電位的總時(shí)長(zhǎng)，且使用DCDC放電模式，在氫氣吹掃的同時(shí)，消耗堆內(nèi)的氧氣且拉低過(guò)電壓。

技術(shù)研發(fā)人員：王樹旗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇氫芯動(dòng)力科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6