CN110504471A - 燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法和装置，其中，该方法包括：向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组；向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组；将第一浓差电势组与第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。该方法可以在不拆燃料电池堆的情况下快速判断燃料电池堆内部漏气故障原因并精确定位故障位置，效率高，可操作性强，且可规避对于燃料电池堆的进一步损坏。

Description

燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法和装置

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，特别涉及一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法和装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池效率高、无污染，在车用动力源和固定电源领域有着广阔的应用前景。为适应大功率使用需求，商用燃料电池堆中燃料电池单片工作面积大、组堆单片数量多，导致燃料电池堆内部局部故障诊断难度极大。在燃料电池堆组堆环节和使用环节中，可能出现因局部密封问题或膜电极破损导致的内部漏气故障，导致阴极、阳极在局部贯通，从而燃料电池堆工作失效。内部漏气故障产生原因包括三方面：(1)燃料电池堆组装过程中产生的缺陷；(2)燃料电池堆振动等机械因素、恶劣的环境条件、恶劣的工况和燃料电池堆内部工作状态导致的燃料电池堆故障；(3)密封介质和质子交换膜等在长时间工作后产生老化。

在生产环节和维修环节，需要对内部漏气故障进行诊断和定位。传统方法采用单片开路电压进行诊断，但是持续的内部漏气会导致氢气和氧气直接接触反应，产生严重的热点，造成内部损伤的扩大和燃料电池堆无损膜电极的加速损坏，加速燃料电池堆损伤部位的扩大。而且，传统方法难以准确确定漏气类型并定位漏气部位。在燃料电池堆内部损伤难以准确定位时，通常进行拆堆排查，但是拆堆排查通常需要检查所有单片和所有密封部位，效率极低，且拆堆后某些故障(例如密封问题)排查难度极大。另外，拆堆排查可能损坏大量的无损膜电极，造成大量膜电极浪费和极高的燃料电池堆维修成本。目前，仍然缺乏针对燃料电池堆内部漏气故障的无损的在线诊断、定位方法。本发明可以在保证不拆堆、无损的情况下，利用原有系统附件快速检测、定位内部漏气故障，方便后续定点拆堆维修，有效提升燃料电池堆检修效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法，该方法效率高，可操作性强，且可规避对于燃料电池堆的进一步损坏。

本发明的另一个目的在于提出一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法，包括：

向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组；

向所述燃料电池堆阳极供给氢气，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录所述燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组；

将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

本发明实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法，通过燃料电池堆阳极供给氢气，阴极按照正常工作时的气体流向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；燃料电池堆阳极供给氢气，阴极反向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；将两个步骤记录的浓差电势进行对比，诊断燃料电池堆内部漏气故障原因并定位故障位置，可以在不拆燃料电池堆的情况下快速判断燃料电池堆内部漏气故障原因并精确定位故障位置，效率高，可操作性强，且可规避对于燃料电池堆的进一步损坏，可辅助燃料电池堆定点拆堆维修，在燃料电池堆生产检修环节、燃料电池堆故障检修环节、燃料电池堆老化检修环节具有较高的应用价值。

另外，根据本发明上述实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述燃料电池堆内部漏气的故障原因，包括：

所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆内部的单片电池膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，向所述燃料电池堆阳极供给氢气的方式为盲端供气，盲端供气压力高于所述燃料电池堆阴极供气背压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述惰性气体包括但不限于氮气、氦气、氩气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，包括：

将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板一端向另一端板进行排序，按照顺序对所述第一浓差电势组和所述第二浓差电势组中的浓差电势进行对比，其中，所述燃料电池堆阴极进气端板为所述燃料电池堆阴极惰性气体进气口所在的端板。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置，包括：

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，对应区域的浓差电势未出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，浓差电势未出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体和向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，出现同一燃料电池单片的浓差电势低于剩余燃料电池单片的浓差电势，且与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值满足预设条件，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆内部的燃料电池单片膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置，包括：

正向供应模块，用于向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组；

反向供应模块，用于向所述燃料电池堆阳极供给氢气，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录所述燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组；

诊断定位模块，用于将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

本发明实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置，通过燃料电池堆阳极供给氢气，阴极按照正常工作时的气体流向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；燃料电池堆阳极供给氢气，阴极反向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；将两个步骤记录的浓差电势进行对比，诊断燃料电池堆内部漏气故障原因并定位故障位置，可以在不拆燃料电池堆的情况下快速判断燃料电池堆内部漏气故障原因并精确定位故障位置，效率高，可操作性强，且可规避对于燃料电池堆的进一步损坏，可辅助燃料电池堆定点拆堆维修，在燃料电池堆生产检修环节、燃料电池堆故障检修环节、燃料电池堆老化检修环节具有较高的应用价值。

另外，根据本发明上述实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，述燃料电池堆内部漏气的故障原因，包括：

所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆内部的单片电池膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，包括：

将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板一端向另一端板进行排序，按照顺序对所述第一浓差电势组和所述第二浓差电势组中的浓差电势进行对比，其中，所述燃料电池堆阴极进气端板为所述燃料电池堆阴极惰性气体进气口所在的端板。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置，包括：

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，对应区域的浓差电势未出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，浓差电势未出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体和向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，出现同一燃料电池单片的浓差电势低于剩余燃料电池单片的浓差电势，且与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值满足预设条件，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆内部的燃料电池单片膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法流程图；

图2为根据本发明又一个实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法流程图；

图3为根据本发明一个实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断对照示意图；

图4为根据本发明一个实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法和装置。

首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法。

图1为根据本发明一个实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法流程图。

如图1和图2所示，该燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法包括以下步骤：

在步骤S101中，向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组。

其中，向燃料电池堆阴极供应的惰性气体包括但不限于氮气、氦气和氩气。

向燃料电池堆阳极和燃料电池堆阴极应气体时，不向燃料电池对供应冷却水，冷却水路关闭。

向燃料电池堆阳极供给氢气的方式为盲端供气，盲端供气压力高于阴极供气背压。

需要说明的是，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体为按照燃料电池堆阴极正常工作时的气体流向供给惰性气体。

具体地，通过利用电压巡检记录燃料电池堆内部的各片燃料电池单片的电压，该电压即为各燃料电池单片的浓差电势，将各片燃料电池单片的电压组成第一浓差电势组。

在步骤S102中，向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组。

同步骤S101一样，向燃料电池堆阳极和燃料电池堆阴极应气体时，不向燃料电池对供应冷却水，冷却水路关闭。向燃料电池堆阳极供给氢气的方式为盲端供气，盲端供气压力高于阴极供气背压。

具体地，除向燃料电池堆阴极反向供应惰性气之外，与S101中的步骤相同，将各片燃料电池单片的电压组成第二浓差电势组。

在步骤S103中，将第一浓差电势组与第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

进一步地，燃料电池堆内部漏气故障可分为三类：(1)燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气；(2)燃料电池堆内部单片电池膜电极破损、穿孔导致的漏气；(3)燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致的漏气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，将第一浓差电势组与第二浓差电势组进行对比，包括：

将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板一端向另一端板进行排序，按照顺序对第一浓差电势组和第二浓差电势组中的浓差电势进行对比，其中，燃料电池堆阴极进气端板为燃料电池堆阴极惰性气体进气口所在的端板。

具体为将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板向另一端板排序，按照顺序进行浓差电势的对比。通过对比结果可以得到燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

进一步地，根据对比结果判断燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置，包括：

若向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，对应区域的浓差电势未出现骤降和缓升趋势，则燃料电池堆内部漏气的故障原因是燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且故障位置对应向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，浓差电势未出现骤降和缓升趋势，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，则燃料电池堆内部漏气的故障原因是燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致燃料电池堆内部漏气，且故障位置对应向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体和向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，出现同一燃料电池单片的浓差电势明显低于剩余燃料电池单片的浓差电势，且与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值满足预设条件，则燃料电池堆内部漏气的故障原因是燃料电池堆内部的燃料电池单片膜电极破损和/或穿孔导致燃料电池堆内部漏气。

其中，预设条件包括但不限于，该燃料电池单片的浓差电势与其它剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值大于预设阈值。

可以理解的是，在该燃料电池单片的浓差电势与其它剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值大于预设阈值时，该燃料电池单片的浓差电势是明显低于剩余燃料电池单片的浓差电势的。

如图3所示，若燃料电池堆阴极正向通气时，某一区域的浓差电势出现突然下降、逐渐上升的趋势；反向通气时，该区域差异消失。则可以判断出现燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且漏气位置基本对应正向通气时浓差电势最低的燃料电池单片。

若燃料电池堆阴极正向通气时，浓差电势没有明显差异；反向通气时，某一区域的浓差电势出现突然下降、逐渐上升的趋势。则可以判断出现燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致的漏气，且漏气位置基本对应反向通气时浓差电势最低的燃料电池单片。

若燃料电池堆阴极正、反向通气时，某一燃料电池单片浓差电势都明显偏低，且该燃料电池单片的浓差电势与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值还满足预设条件，则可判断该燃料电池单片膜电极破损、穿孔导致失效。

进一步地，作为一种可能实现的方式，在向燃料电池堆阴极正、反向通气时，某一燃料电池单片浓差电势明显低于其他燃料电池单片的浓差电势，且该片燃料电池单片的浓度电势与其他燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值大于预设阈值，则可以判断燃料电池堆内部漏气的故障原因为燃料电池单片膜电极破损、穿孔导致失效。

其中，可以通过多次实验确定出预设阈值，预设阈值还可以根据具体实施例的需求进行调整，以更好地判断燃料电池故障原因。

可以理解的是，每片燃料电池单片的浓差电势并不完全相同，在允许的波动范围内存在电势波动。

根据本发明实施例提出的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法，通过燃料电池堆阳极供给氢气，阴极按照正常工作时的气体流向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；燃料电池堆阳极供给氢气，阴极反向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；将两个步骤记录的浓差电势进行对比，诊断燃料电池堆内部漏气故障原因并定位故障位置，可以在不拆燃料电池堆的情况下快速判断燃料电池堆内部漏气故障原因并精确定位故障位置，效率高，可操作性强，且可规避对于燃料电池堆的进一步损坏，可辅助燃料电池堆定点拆堆维修，在燃料电池堆生产检修环节、燃料电池堆故障检修环节、燃料电池堆老化检修环节具有较高的应用价值。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置。

图4为根据本发明一个实施例的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置结构示意图。

如图4所示，该燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置包括：正向供应模块100、反向供应模块200和诊断定位模块300。

正向供应模块100，用于向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组。

反向供应模块200，用于向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组。

诊断定位模块300，用于将第一浓差电势组与第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

该装置可保证在不拆堆的情况下，利用系统附件和电压巡检装置快速诊断故障原因并精确定位故障位置，方便后续定点拆堆维修。

进一步地，在本发明的一个实施例中，燃料电池堆内部漏气的故障原因，包括：

燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致燃料电池堆内部漏气；

燃料电池堆内部的单片电池膜电极破损和/或穿孔导致燃料电池堆内部漏气；

燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致燃料电池堆内部漏气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，将第一浓差电势组与第二浓差电势组进行对比，包括：

将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板一端向另一端板进行排序，按照顺序对第一浓差电势组和第二浓差电势组中的浓差电势进行对比，其中，燃料电池堆阴极进气端板为燃料电池堆阴极惰性气体进气口所在的端板。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据对比结果判断燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置，包括：

若向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，对应区域的浓差电势未出现骤降和缓升趋势，则燃料电池堆内部漏气的故障原因是燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且故障位置对应向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，浓差电势未出现骤降和缓升趋势，向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，则燃料电池堆内部漏气的故障原因是燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致燃料电池堆内部漏气，且故障位置对应向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体和向燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，出现同一燃料电池单片的浓差电势低于剩余燃料电池单片的浓差电势，且与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值满足预设条件，则燃料电池堆内部漏气的故障原因是燃料电池堆内部的燃料电池单片膜电极破损和/或穿孔导致燃料电池堆内部漏气。

需要说明的是，前述对燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置，通过燃料电池堆阳极供给氢气，阴极按照正常工作时的气体流向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；燃料电池堆阳极供给氢气，阴极反向供给惰性气体，利用电压巡检记录各燃料电池单片的浓差电势；将两个步骤记录的浓差电势进行对比，诊断燃料电池堆内部漏气故障原因并定位故障位置，可以在保证不拆堆、无损的情况下，利用原有系统附件快速检测、定位燃料电池堆内部漏气故障，故障排查彻底，方便后续燃料电池堆定点拆堆维修，有效提升燃料电池堆检修效率。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组；

向所述燃料电池堆阳极供给氢气，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录所述燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组；

将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池堆内部漏气的故障原因，包括：

所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆内部的单片电池膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述燃料电池堆阳极供给氢气的方式为盲端供气，盲端供气压力高于所述燃料电池堆阴极供气背压。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体包括但不限于氮气、氦气、氩气。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，包括：

将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板一端向另一端板进行排序，按照顺序对所述第一浓差电势组和所述第二浓差电势组中的浓差电势进行对比，其中，所述燃料电池堆阴极进气端板为所述燃料电池堆阴极惰性气体进气口所在的端板。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置，包括：

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，对应区域的浓差电势未出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，浓差电势未出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体和向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，出现同一燃料电池单片的浓差电势低于剩余燃料电池单片的浓差电势，且与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值满足预设条件，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆内部的燃料电池单片膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气。

7.一种燃料电池堆内部漏气故障诊断及定位装置，其特征在于，包括：

正向供应模块，用于向燃料电池堆阳极供给氢气，向燃料电池堆阴极正向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录燃料电池堆的每个燃料电池单片的浓差电势作为第一浓差电势组；

反向供应模块，用于向所述燃料电池堆阳极供给氢气，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体，通过电压巡检的方式记录所述燃料电池堆的每片燃料电池单片的浓差电势作为第二浓差电势组；

诊断定位模块，用于将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述燃料电池堆内部漏气的故障原因，包括：

所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆内部的单片电池膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气；

所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述将所述第一浓差电势组与所述第二浓差电势组进行对比，包括：

将燃料电池单片从燃料电池堆阴极进气端板一端向另一端板进行排序，按照顺序对所述第一浓差电势组和所述第二浓差电势组中的浓差电势进行对比，其中，所述燃料电池堆阴极进气端板为所述燃料电池堆阴极惰性气体进气口所在的端板。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述根据对比结果判断所述燃料电池堆内部漏气的故障原因和故障位置，包括：

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，对应区域的浓差电势未出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极进气歧管密封问题导致的漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体时，浓差电势未出现骤降和缓升趋势，向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，多片燃料电池单片组成区域的浓差电势出现骤降和缓升趋势，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆阴极排气歧管密封问题导致所述燃料电池堆内部漏气，且故障位置对应向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，最低的浓差电势对应的燃料电池单片；

若向所述燃料电池堆阴极正向供应惰性气体和向所述燃料电池堆阴极反向供应惰性气体时，出现同一燃料电池单片的浓差电势低于剩余燃料电池单片的浓差电势，且与剩余燃料电池单片的浓差电势的平均值的差值满足预设条件，则所述燃料电池堆内部漏气的故障原因是所述燃料电池堆内部的燃料电池单片膜电极破损和/或穿孔导致所述燃料电池堆内部漏气。