CN101820069B - 燃料电池系统中所用的排放触发监控 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料电池系统中所用的排放触发监控。具体地，提供了一种用于在燃料电池系统中监测阳极排放触发事件并确定何时调节主动排放计划的系统和方法。该系统采用了用于监测主动排放和反应性排放的排放触发监控算法，该算法确定反应性排放是否由阳极中的过量氮气引起。该算法监控由燃料电池组阳极侧的氮气积累引起的反应性排放的次数并且必要时响应于此改变主动排放计划。

Description

燃料电池系统中所用的排放触发监控

技术领域

本发明一般涉及用于监控燃料电池系统的阳极排放过程的系统和方法，更具体地，涉及用于监控燃料电池系统的主动排放和反应性排放的系统和方法，其包括确定何时应当改变主动排放计划，以便基于因老化系统通常在燃料电池组阳极侧积累的氮的不希望增加而导致的已经发生的反应性排放的次数来优化燃料电池系统的操作。

背景技术

氢由于清洁并可用于在燃料电池中有效地产生电而是一种非常有吸引力的燃料。氢燃料电池是一种包括有阳极、阴极、以及位于阳极和阴极之间的电解质的电化学装置。阳极接收氢气，阴极接收氧或空气。氢气在阳极中分解，以产生自由的质子和电子。质子穿过电解质到达阴极。质子与阴极中的氧和电子发生反应而生成水。来自阳极的电子不能穿过电解质，因而在被传送至阴极之前被引导通过负载从而做功。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种普遍使用的车用燃料电池。PEMFC一般包括固体聚合物电解质质子导电膜，例如全氟磺酸膜。阳极和阴极通常包括细碎的催化剂颗粒，通常为铂(Pt)，该细碎的催化剂颗粒被支撑在碳颗粒上并与离子聚合物混合。催化剂混合物被沉积在膜的相对两侧。阳极催化剂混合物、阴极催化剂混合物以及膜的组合限定了膜电极组件(MEA)。MEA制造起来相对昂贵，并需要特定条件来进行有效操作。

通常将若干燃料电池组合成燃料电池组以产生期望功率。例如，典型的车用燃料电池组可具有两百个或者更多的堆叠在一起的燃料电池。燃料电池组接收阴极输入的反应气体，通常是由压缩机强行通过电池组的空气流。不是所有氧气都被电池组消耗掉，一部分空气作为阴极排气输出，阴极排气可包括作为电池组副产物的水。燃料电池组还接收流入电池组阳极侧的阳极氢反应气体。电池组还包括供冷却流体流过的流道。

燃料电池组包括位于该电池组中若干MEA之间的一系列双极板，其中双极板和MEA定位成位于两个端板之间。双极板包括用于电池组中的相邻电池的阳极侧和阴极侧。阳极气体流道设置在双极板的阳极侧，允许阳极反应气体流向相应的MEA。阴极气体流道设置在双极板的阴极侧，其允许阴极反应气体流向相应的MEA。一个端板包括阳极气体流道，而另一端板包括阴极气体流道。双极板和端板都由导电材料制成，例如不锈钢或导电合成物。端板将燃料电池产生的电传导出电池组。双极板还包括供冷却流体流过的流道。

MEA是可渗透的，因而允许空气中的氮气从电池组的阴极侧透过并收集在该电池组的阳极侧，这在工业上称为氮气穿越。尽管阳极侧压力可高于阴极侧压力，但是阴极侧局部压力会致使空气透过膜。燃料电池组阳极侧的氮气稀释了氢，使得若氮气浓度增大并超过一定百分比(例如50％)时，则燃料电池组会变得不稳定并有可能失效。本领域公知的是，在燃料电池组的阳极排气出口处设置排放阀，以从电池组的阳极侧去除氮气。

一些燃料电池系统采用了阳极流变换(anode flow shifting)，其中将燃料电池组分为子组，阳极反应气体沿交替方向流过分开的子组。在这些设计型式中，有时要在分开的子组之间设置排放歧管单元(BMU)，其包括用于提供阳极排气排放的阀门。

可采用一种算法以便在电池组操作期间提供对阳极排气中氮气浓度的在线估计，以确定何时触发阳极排气的排放。该算法可基于从阴极侧至阳极侧的渗透率以及阳极排气的周期性排放来跟踪电池组阳极侧中随时间变化的氮气浓度。当该算法计算出氮气浓度增大到预定阈值(例如，10％)之上时，可触发排放。该排放(有时称为主动排放)通常执行一定的持续时间，允许多个电池组的阳极容量被排放，从而使氮气浓度降低至阈值以下。

公知的另一类型排放称为反应性排放。在反应性排放中，算法计算电池电压，并在超过电池电压的电池组压差阈值(stack spreadthreshold)或跳动阈值(bounce threshold)时触发排放。电池组压差是指每一分开的子组中最大的电池电压与最小的电池电压之差。电池组跳动是指两个子组的平均电池电压之差的绝对值。燃料电压损耗的主要原因是积累在电池组中的氮气。因而，反应性排放的典型目的是排出电池组的阳极侧中积累的氮气，以提高分开的电池组系统的最小电池电压，并且减小分开的电池组系统的电池组压差。反应性排放的其它不太普遍的原因也是公知的，例如膜变得干燥或阳极中存在过量水。

如在本领域中充分理解的那样，燃料电池膜以受控的相对湿度(RH)操作，使得穿过膜的离子电阻足够低，以便有效地传导质子。燃料电池系统能够利用确定燃料电池的高频电阻的传感器来确定膜是否太干或太湿。高频电阻(HFR)是膜的欧姆电阻，其随着膜的水合作用而改变。HFR越高，则电池组越干燥，HFR越低，则阳极中的过量水越有可能引起反应性排放。

一种公知的阳极排气排放的控制算法是基于消除期望氮气量的固定时间来确定排放的持续时间。然而，随着燃料电池组的老化，电池性能下降，需要更频繁地排放氮气。因此，采用固定排放持续时间的那些系统通常选择用于中间寿命的电池组的排放持续时间来作为用于整个电池组寿命的合适的平均值。然而，这样的阳极排放策略对于电池组的整个寿命来说显然是没有效率的，其中所述排放持续时间在电池组是新的时通常太长且太频繁，而当电池组接近其寿命结束时又通常太短且太稀少。当排放持续时间太长时，由于大量氢气被从阳极排气排出，所以系统操作没有效率。当排放持续时间太短时，燃料电池开始衰弱从而触发正常情况下可能不必要的阳极排放。通常，针对电池组的不同电流密度范围来确定排放的持续时间，但是该排放持续时间在电池组的整个寿命期间为固定值。由于排放触发表是静态的，因此标定值倾向于有利于电池稳定性，以对电池的劣化负责。因而，在电池组寿命期间维持电池稳定性的努力中使用固定的表会导致牺牲氢气。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种系统和方法，其用于监控阳极排放触发事件并确定何时调节在燃料电池系统中的主动排放计划。所述系统采用了用于监控主动排放和反应性排放的排放触发监控算法，该算法确定反应性排放是否由阳极中的过量氮气引起。所述算法对由燃料电池组的阳极侧中的氮气积累所引起的反应性排放次数进行监控，并在必要时响应于此改变主动排放计划。

具体地，提供了一种用于确定燃料电池系统中燃料电池组的排放事件的方法，所述方法包括：为主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累；若所述燃料电池组阳极侧的氮气积累超过主动排放阈值，则触发主动排放；响应于预定系统条件触发所述燃料电池组的反应性排放；确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的过量氮气积累的结果；确定作为所述燃料电池组阳极侧过量氮气积累的结果的反应性排放的速率；以及若由氮气积累引起的反应性排放速率超过反应性排放阈值，则改变所述主动排放的主动排放阈值。

优选地，所述为所述主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累包括利用氮气模型。

优选地，所述主动排放阈值针对不同的电池组电流密度而改变。

优选地，所述确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的过量氮气积累的结果包括利用接收多种系统输入的排放触发监控算法。

优选地，所述系统输入包括电池高频电阻、弱燃料电池估计位置、排出事件的级别指示、电池组电流密度、主动排放触发事件、排放事件次数以及成功的排放事件次数。

优选地，所述改变所述主动排放阈值包括，利用电池高频电阻值、具有最小电压的电池在燃料电池组中的位置、以及预定时限来改变主动排放阈值。

优选地，所述改变所述主动排放阈值包括，若所述燃料电池组中电池的电池高频电阻值大于预定高频电阻值，并且所述具有最小电压的燃料电池的位置在相同时限内大于预定的最小电池电压，则改变所述主动排放阈值。

优选地，所述响应于预定系统条件触发所述燃料电池组的反应性排放还包括，确定所述燃料电池组的反应性排放不是由于所述燃料电池组阳极侧的氮气积累。

还提供了一种用于确定燃料电池系统中燃料电池组的排放事件的方法，所述方法包括：利用氮气模型为主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累；若所述燃料电池组阳极侧的氮气积累超过主动排放阈值则触发所述主动排放；响应于表明所述燃料电池组阳极侧积累了过量氮气的预定系统条件来触发所述燃料电池组的反应性排放；以及若由所述燃料电池组阳极侧的氮气积累引起的反应性排放的速率超过反应性排放阈值，则改变所述主动排放的主动排放阈值，其中通过预定时限内的电池高频电阻以及最小电池电压来确定所述反应性排放阈值。

优选地，所述主动排放阈值针对不同的电池组电流密度而改变。

优选地，所述确定响应于预定系统条件来触发所述燃料电池组的反应性排放包括利用接收多种系统输入的排放触发监控算法。

优选地，所述系统输入包括，电池高频电阻、弱燃料电池估计位置、排出事件的级别指示、电池组电流密度、主动排放触发事件、排放事件次数以及成功的排放事件次数。

优选地，所述改变所述主动排放阈值包括，若所述燃料电池组中电池的电池高频电阻值大于预定高频电阻值，并且在相同时间取样内具有最小电压的燃料电池位置大于预定的最小电池电压，则改变所述主动排放阈值。

根据本发明，提供一种燃料电池系统，所述系统包括：包括阳极侧的燃料电池组；用于从燃料电池组阳极侧排放阳极排气的排放阀；以及控制器，所述控制器操作排放监控算法以控制所述排放阀，从而进行所述燃料电池组的阳极侧排放，所述排放监控算法为主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累，若所述燃料电池组阳极侧的氮气积累超过主动排放阈值则触发所述主动排放，响应于预定系统条件触发所述燃料电池组的反应性排放，确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的过量氮气积累的结果，确定作为所述燃料电池组阳极侧过量氮气积累的结果的反应性排放的速率，以及若由氮气积累引起的反应性排放的速率超过反应性排放阈值则改变所述主动排放的主动排放阈值。

优选地，所述控制器利用氮气模型来为所述主动排放监测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累。

优选地，所述控制器针对不同的电池组电流密度来改变所述主动排放阈值。

优选地，所述控制器利用接收多个系统输入的排放触发监控算法来确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的氮气积累的结果，所述算法接收的多个系统输入包括电池高频电阻、弱燃料电池的估计位置、电池组电流密度、主动排放触发事件、排放事件次数、以及成功的排放事件次数。

优选地，所述控制器响应于预定时限内在最小电池电压位置处的电池高频电阻值来改变所述主动排放阈值。

结合附图，从以下说明和所附权利要求将会清楚本发明的其它特征。

附图说明

图1是燃料电池系统的示意框图；

图2是表示排放触发监控系统的过程的流程图；

图3是排放触发监控系统的更详细的流程图；

图4是表示了图2和图3的排放触发监控系统的计算的流程图；以及

图5是开环基表修改器(open loop base table modifier)功能的流程图。

具体实施方式

关于对燃料电池系统中在燃料电池组阳极侧进行排放的排放事件进行监控的系统和方法的本发明实施方式的以下描述在本质上仅是示例性的，且绝不意图限制本发明或其应用或使用。

图1是燃料电池系统10的示意框图，该系统包括分开的燃料电池子组12和14，子组12和14操作在阳极流变换下。当该流沿一个方向时，喷射器组(injector bank)16通过阳极输入管线24将新鲜氢气喷射到子组12的阳极侧中。从子组12输出的阳极气体通过连接管线20被送到子组14。当该流沿相反方向时，喷射器组18通过阳极输入管线26将新鲜氢气喷射到子组14的阳极侧中，其从子组14的阳极侧输出并通过管线20送到子组12。在管线20上设置排出阀22，其可用于中央排放。高频电阻传感器44测量膜的欧姆电阻，并被排出阀22容纳。

BMU 30设置在至分开的子组12和14的阳极输入处，并在一定时间内提供阳极排气排放，以便基于任何合适的排放计划从子组12和14的阳极侧去除氮气。BMU 30包括连接阳极输入管线24和26的管线32，以及将管线32与系统10的排气装置(通常是子组12和14阴极侧的排气装置)相连的排气管线34。在管线32中靠近子组12设置第一排放阀36。在管线34中设置排气阀40，其在阳极排放期间以及可能需要的其它时间打开。控制器48控制喷射器组16和18以及阀36、38和40，并监控高频电阻传感器44和将在以下详述的排放触发监控器46。

当系统10在阳极流变换下操作并且未指令排放时，排放阀36和38均关闭，使得根据阳极气体流动的方向，第二子组是闭塞不通的。若指令了进行排放，并且流变换是沿从子组12至子组14的方向通过管线20，则排放阀38打开而排放阀36关闭。同样，若指令了进行排放，并且流是沿从子组14至子组12的方向通过管线20，则第一排放阀36打开而第二排放阀38关闭。因而，阳极排气通过排气阀40被排放出排气管线34。

本发明公开了一种用于控制子组12和14的排放事件的排放监控算法。主动排放表明系统10可正常运转，而反应性排放则表明系统10可能正经受电池不稳定，并会在必需快速停止以保护系统之前试图从低的电池电压恢复。因此，采用排放触发监控算法确定发生了多少次反应性排放，以怎样的速率发生，以及哪些反应性排放是由于基于氮气的缺乏，哪些反应性泄漏由其它事件引起，例如阳极中的过量水或膜的干燥。若排放监控算法确定了基于氮气的反应性排放太频繁，则系统会通过提高主动排放的频率和/或持续时间来改变主动触发，从而减少保护系统所必需的反应性排放的次数。可替换地，可实现其它系统改变以优化系统效率和稳定性。监控系统还可监控与反应性排放触发相伴的其它输入，例如排出事件、电池电压、弱电池位置或高频电阻，以确定何时实现对燃料电池系统的基表标定的改变。

通过监控排放触发，尤其是反应性排放触发，燃料电池系统10能够确定这些反应性排放是否成功以及引起反应性排放触发的原因。燃料电池系统10可评价该信息并在必要时调整主动排放计划，以便优化排放效率以及在子组12和14的寿命期间电池的稳定性。这会引起较少的氢气损耗、提高寿命末期电池性能和稳定性，并考虑系统或硬件变更。额外的优点包括监控器所提供的诊断信息，例如硬件提前劣化、电池过量浸水或膜干燥。

图2是示出了用于以上述方式在排放触发监控器46中操作的主动排放和反应性排放触发算法的过程的流程图50。框52处的氮气模型确定子组12和14的阳极侧中的氮气浓度。可替换地，可利用如本领域技术人员所公知那样的阳极氢气浓度模型。该算法监控阳极中的氮气浓度，并在决策菱形58处确定氮气百分比何时超过预定阈值。决策菱形58处的阈值由基表修改器102设定。基表修改器102响应于过量的反应性阳极排放而由表修改框100进行改变，正如以下将更详细地论述那样。当应用到框56处的百分比氮气阈值基表上时，框54处这些阈值关于不同的电池组电流密度而改变。因此，若所述阈值基于氮气模型使主动排放计划关于某一个电池组电流密度以一定间隔发生，并且该间隔由于氮气积累而导致反应性排放的发生太频繁，则该算法会识别出该主动排放计划不太令人满意，并因此调节阈值。不同的系统参数可对子组12和14中的氮气积累变化负责。因而，随着子组12和14的老化，关于电池组参数的变化来调节主动排放计划。

在决策菱形块58处若氮气百分比超过阈值，则在框60处启动主动排放触发。一旦主动排放触发被启动，则算法必需确保在框62处各种逻辑参数的正确定向(oriented)，使得系统10可正确打开主动排放触发所需要的排放阀36或38。合适逻辑的示例包括但不限于：护轨(guard rail)、瞬态检测、排出事件以及排气中的高氢气浓度。本领域技术人员将很容易清楚类似逻辑。若逻辑被正确定向，则算法在决策菱形块64处确定是否所有条件都良好；如果是，则排放阀36或38在硬件排放触发框66处打开。若在决策菱形块64处逻辑未正确定向，则算法必须在框62处等待逻辑被正确定向，以确定何时所有条件都良好并可打开排放阀36或38。

决策菱形68确定排放的时长是否已经满足；如果是，则在框70处停止排放。当在框70处去除主动排放触发时，在框52处将氮气模型重设为零(或者其它基准值)，并且算法再次监测阳极的氮气浓度。若在决策菱形68处算法确定排放的时长还未满足，则在框60处主动排放触发继续保持打开。

还为反应性排放提供了高级的排放触发算法。算法在框74处利用监控器/估计器来监控电池电压。若在框76处检测到低电池电压，则决策菱形78确定电池电压是否太低，从而是否需要补救措施。若电池电压太低，则在框80处请求反应性排放触发。在排放阀36或38可打开之前，算法必须首先在框62处确定系统逻辑是否正确定向，以便在请求时允许排放阀36或38打开。若算法在决策菱形64处确定了逻辑被正确定向并且所有条件都良好，则在框66处硬件排放触发允许排放阀36或38打开并允许发生反应性排放。若算法确定逻辑未被正确定向，则算法必须在框62处等待逻辑，以确定何时所有条件都良好并可打开排放阀。

决策菱形82确定电池电压是否已经恢复。若电池电压已恢复，则算法在框74处重新开始利用电池电压监控器/估计器来监控电池电压。若电池电压还未恢复，则在框84处利用第二反应性排放策略。在某些系统中，可能没有第二级排放策略，而是系统将在框80处简单地重复反应性排放触发或进入快速停机。

在框86处由排放触发监控器来监控排放。排放触发监控器跟踪主动排放次数和反应性排放次数，以及在框88处跟踪反应性排放是否成功。在框86处排放触发监控器还监控框90至98处的各种系统输入和信息。排放触发监控器可跟踪的一些信息包括：框90处的主动排放、框92处的经受最小电池电压的电池的估计位置、框94处的高频电阻(HFR)、框96处的级别指示排出事件、以及框98处的电池组电流密度。这些输入以独立或组合方式表明排放事件是由阳极中的氮气积累引起还是由于其它某些原因(例如阳极中的水积累或膜的过度干燥)引起。基于这些输入，在框86处的排放触发监控器确定是否应当启用框100处的表修改器。若从框90至98所接收到的输入表明当前主动排放计划不适于足够快地从子组12和14中去除氮气以保持期望的电池组稳定性，则在框86处排放触发监控器启用框100处的表修改器。因此，通过监测系统的各种参数，可调节主动排放计划，并可减少反应性排放，从而使系统以更优化的方式操作。因而，在框102处的基表修改器将发生改变，并会在决策菱形58处设立新的氮气阈值，以用于更好地进行系统操作。

图3是示出排放触发监控系统的更详细操作的流程图108。排放触发监控器的输入包括：框110处的反应性排放触发、框112处的反应性排放是否成功、框114处的主动排放触发、框116处的具有最小电压的电池的估计位置、框118处的HFR、框120处的级别指示排出事件、以及框122处的电池组电流密度。其它输入包括圆圈124处的排放事件次数以及圆圈126处的反应性排放事件次数。当框130处的排放触发监控器确定是否启用框140处的表修改器时，排放触发监控器130执行逻辑操作。例如，当监控所有反应性排放时，若在决策菱形132处排放触发监控器的逻辑确定在反应性排放期间框118处的高频电阻大于值X，并且在决策菱形134处确定框116处的具有最小电压的电池位置大于值Y电池数，并且若在框136处在硬时限T之前反应性排放恢复电池稳定性，则确定该反应性排放基于氮气并由框130处的排放触发监控器对其进行监控。

本质上，框130处的排放触发监控器保持比率跟踪，例如：

$\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{RB}}_{N2}}{(\mathrm{PB}+{\mathrm{RB}}_{N2})}$

${\mathrm{\δ}}_{{\mathrm{RB}}_{N2}}=\frac{{\mathrm{RB}}_{N2}}{{\mathrm{RB}}_{\mathrm{Total}}}$

其中PB为主动排放次数，RB_Total为反应性排放总次数，RB_N2为氮气的反应性排放次数。

若在决策菱形132或134处这些比率超过预定阈值，则在框132处排放触发监控器会继续监测这些比率，或者在框140处启用表修改器。一旦启用表修改器，则在框142处重置排放触发监控器130。因而，在实现主动排放频率改变之后，监控器开始从零对排放事件进行计数。

图4是示出了上述排放触发监控器系统的计算的更多细节的流程图148。输入框150提供上述输入，这些输入在框152处存储在排放事件箱中，该排放事件箱在控制器48正在操作时是RAM中的表。在控制器关闭时，将表写入NVM位置，以在下一系统操作中重新获取。在框154处关于样本大小计算反应性排放与主动排放的比率，并且在框156处计算基于氮气的反应性排放与主动排放的比率。这两个计算结果都在框152处存储在排放事件箱中。若这些比率中任一个超过对应阈值，则在框158处设置标志，并决定是否需要改变操作参数。此外，若发生反应性触发，则算法会确定：如果反应性排放期间HFR大于X，以及具有最小电池电压的电池如果小于Y电池数但是大于Z电池数，并且在框160处如果在硬时限T之前反应性泄漏恢复稳定，则该反应性排放是基于氮气，并在框152处将其存储在排放事件箱中。

图5是开环基表修改器功能的流程图162，其中利用查找表来基于电流密度和电池组寿命调节氮气触发器。因而，当在框174处启用表修改器时，控制器48在框164处确定燃料电池组的电流密度并在框166处将其与基于氮气阈值的表进行比较。控制器48还在框168处确定燃料电池系统的电池组小时数。在框170处将该信息供应到开环基表修改器中，在该处该信息变为增益。基于该增益确定作为新阈值的修改后的阳极氮气百分比。因而，在框172处将该新阈值供送至流程图50的基表修改器框104。这样按照需要改变主动排放触发，以确保燃料电池系统有效运行。这样，由于系统能够适应性改变条件而不是以某一保守固定的速率来强制进行主动排放，因而减少了浪费的氢气量。

以上论述仅公开并描述了本发明的示例性实施方式。本领域技术人员从这些论述并从附图和权利要求中，将很容易意识到在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可做出各种改变、修改和变型。

Claims (18)

1.一种用于确定燃料电池系统中燃料电池组的排放事件的方法，所述方法包括：

为主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累；

若所述燃料电池组阳极侧的氮气积累超过主动排放阈值，则触发主动排放；

响应于预定系统条件触发所述燃料电池组的反应性排放；

确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的过量氮气积累的结果；

确定作为所述燃料电池组阳极侧过量氮气积累的结果的反应性排放的速率；以及

若由氮气积累引起的反应性排放速率超过反应性排放阈值，则改变所述主动排放的主动排放阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述为所述主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累包括利用氮气模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主动排放阈值针对不同的电池组电流密度而改变。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的过量氮气积累的结果包括利用接收多种系统输入的排放触发监控算法。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述系统输入包括电池高频电阻、弱燃料电池估计位置、排出事件的级别指示、电池组电流密度、主动排放触发事件、排放事件次数以及成功的排放事件次数。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改变所述主动排放阈值包括，利用电池高频电阻值、具有最小电压的电池在燃料电池组中的位置、以及预定时限来改变主动排放阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述改变所述主动排放阈值包括，若在反应性排放期间所述燃料电池组中电池的电池高频电阻值大于预定高频电阻值，并且所述具有最小电压的燃料电池数大于经受最小电池电压的估计电池数，则改变所述主动排放阈值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述响应于预定系统条件触发所述燃料电池组的反应性排放还包括，确定所述燃料电池组的反 应性排放不是由于所述燃料电池组阳极侧的氮气积累。

9.一种用于确定燃料电池系统中燃料电池组的排放事件的方法，所述方法包括：

利用氮气模型为主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累；

若所述燃料电池组阳极侧的氮气积累超过主动排放阈值则触发所述主动排放；

响应于表明所述燃料电池组阳极侧积累了过量氮气的预定系统条件来触发所述燃料电池组的反应性排放；以及

若由所述燃料电池组阳极侧的氮气积累引起的反应性排放的速率超过反应性排放阈值，则改变所述主动排放的主动排放阈值，其中通过预定时限内的电池高频电阻以及最小电池电压来确定所述反应性排放阈值。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述主动排放阈值关于不同的电池组电流密度而改变。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，响应于预定系统条件来触发所述燃料电池组的反应性排放包括利用接收多种系统输入的排放触发监控算法。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述系统输入包括，电池高频电阻、弱燃料电池估计位置、排出事件的级别指示、电池组电流密度、主动排放触发事件、排放事件次数以及成功的排放事件次数。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，改变所述主动排放阈值包括，若在反应性排放期间所述燃料电池组中电池的电池高频电阻值大于预定高频电阻值，并且具有最小电压的燃料电池数大于经受最小电池电压的估计电池数，则改变所述主动排放阈值。

14.一种燃料电池系统，所述系统包括：

包括阳极侧的燃料电池组；

用于从燃料电池组阳极侧排放阳极排气的排放阀；以及

控制器，所述控制器操作排放监控算法以控制所述排放阀，从而进行所述燃料电池组的阳极侧排放，所述排放监控算法为主动排放预测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累，若所述燃料电池组阳极侧的氮气积累超过主动排放阈值则触发所述主动排放，响应于预定系统条件 触发所述燃料电池组的反应性排放，确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的过量氮气积累的结果，确定作为所述燃料电池组阳极侧过量氮气积累的结果的反应性排放的速率，以及若由氮气积累引起的反应性排放的速率超过反应性排放阈值则改变所述主动排放的主动排放阈值。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器利用氮气模型来为所述主动排放监测所述燃料电池组阳极侧的氮气积累。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器关于不同的电池组电流密度来改变所述主动排放阈值。

17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器利用接收多个系统输入的排放触发监控算法来确定所述预定系统条件是否为所述燃料电池组阳极侧的氮气积累的结果，所述算法接收的多个系统输入包括电池高频电阻、弱燃料电池的估计位置、电池组电流密度、主动排放触发事件、排放事件次数、以及成功的排放事件次数。

18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器响应于预定时限内在最小电池电压位置处的电池高频电阻值来改变所述主动排放阈值。 

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