CN111682245A - 一种燃料电池电堆性能恢复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池电堆性能恢复方法,所述方法包括:当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电;当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电。本发明能够避免在性能恢复过程中,燃料电池电堆中出现某节电池电压过低,甚至“反极”导致发生不可逆衰减的现象,更加安全可靠,且改善了燃料电池电堆的水淹状况。

Description

一种燃料电池电堆性能恢复方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,特别是涉及一种燃料电池电堆性能恢复方法。
背景技术
目前,在燃料电池持续放电过程中,通过减少或停止燃料电池氧化剂供应,使燃料电池阴极过电位增加,电池电压降低的方法,来还原阴极电催化剂表面的氧化物;然后再恢复氧化剂供应,使电堆性能得到恢复。
然而,由于燃料电池电堆中单池均匀性的差异,在阴极过电位增加,电池电压降低的过程中,容易出现某一节电池电压下降过快,严重时出现“反极”现象;即便恢复氧化剂的供应,但是从氧化剂开始供应到充满整个电堆的阴极,仍然存在一个很短的时间差,这个时间差与燃料电池电堆的节数、燃料电池电极的面积、燃料电池内水淹状况以及氧化剂气量有关,通常为0-30s;在这个时间差,燃料电池的放电并未停止,使得性能低的单池的反极电压继续增加,导致电极发生不可逆的衰减。
发明内容
本发明的目的是:提供一种安全可靠的燃料电池电堆性能恢复方法,使燃料电池性能得到恢复的同时,避免电池反极导致的不可逆衰减的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例提供了一种燃料电池电堆性能恢复方法,至少包括如下步骤:
当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;
当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电;
当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;
当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电。
进一步地,所述第一阈值电压取值范围为0~0.1V。
进一步地,所述第二阈值电压取值范围为0.8~0.95V。
进一步地,在所述的当燃料电池电堆处于放电状态与性能恢复操作时,对所述燃料电池电堆进行电压巡检,获得所述燃料电池电堆中的最低电压和最高电压。
进一步地,在所述燃料电池电堆恢复正常工作后,且当所述燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应。
进一步地,在达到所述燃料电池电堆恢复正常工作的预设间歇时间后,且当所述燃料电池电堆再次处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应。
进一步地,所述预设两次燃料电池电堆性能恢复操作间歇时间为10分钟-2小时。
本发明实施例一种燃料电池电堆性能恢复方法与现有技术相比,其有益效果在于:
当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电;当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电。本发明能够安全可靠地使燃料电池电堆性能得到恢复,并避免单池反极所带来的不可逆衰减的问题;并且在性能恢复过程中,从阴极氧化剂恢复供应到燃料电池电堆开始放电之间的短时阴极氧化剂吹扫可以改善燃料电池电堆阴极的水淹状况。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆性能恢复方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆性能恢复方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆性能恢复方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆性能恢复方法的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆性能恢复方法中燃料电池电堆平均电压变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例的一种燃料电池电堆性能恢复方法,至少包括如下步骤:
S101、当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;
S102、当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电;
S103、当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;
S104、当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电。
进一步地,对于步骤102,所述第一阈值电压取值范围为0~0.1V。
进一步地,对于步骤104,所述第二阈值电压取值范围为0.8~0.95V。
对于不同类型的燃料电池电堆,第一阈值电压和第二阈值电压可以不同,因此,第一阈值电压和第二阈值电压均为数值区间,而不是固定的数值。
如图2所示,进一步地,在步骤S101之后,在步骤S102之前,还包括如下步骤:
S105、对所述燃料电池电堆中单节电池作巡检,获得所述单节电池的最低电压。
如图3所示,进一步地,在步骤S103之后,在步骤S104之前,还包括如下步骤:
S106、对所述燃料电池电堆中单节电池作巡检,获得所述单节电池的最高电压。
如图4所示,进一步地,在某一实施例中,还包括如下步骤:
S107、在所述燃料电池电堆恢复正常工作后,且当所述燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应。
S108、在达到所述燃料电池电堆恢复正常工作的预设间歇时间后,且当所述燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应。
如图5所示,图5为本实施例一种燃料电池电堆平均电压变化示意图。
本发明实施例提供的一种燃料电池电堆性能恢复方法,所述方法包括:当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电;当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电。本发明能够避免在性能恢复过程中,燃料电池电堆中出现某节电池电压过低,甚至“反极”导致发生不可逆衰减的现象,更加安全可靠;并且在性能恢复过程中,从阴极氧化剂恢复供应到燃料电池电堆开始放电之间的短时阴极氧化剂吹扫可以改善燃料电池电堆阴极的水淹状况。
为更好地理解本发明的燃料电池电堆性能恢复方法,下面将结合本实施例中燃料电池电堆平均电压变化,来详细描述本发明的具体细节,请结合图5:当电堆放电工作时,启动性能恢复程序(即执行本发明的燃料电池电堆性能恢复方法),停止氧化剂供应;此时电池电堆保持正常对外放电,则阴极过电位急剧增加,平均电压急剧降低;通过燃料电池电堆单池巡检,检测燃料电池电堆中单节电池最低电压低于第一阈值电压(0~0.1V)以下的某一个值时,例如0V,燃料电池电堆停止对外放电;燃料电池电堆停止放电时,恢复燃料电池电堆阴极氧化剂的供应,则燃料电池电堆阴极过电位迅速减小,燃料电池电堆平均电压迅速增加;通过燃料电池电堆单池巡检,检测燃料电池电堆中单节电池最高电压高于第二阈值电压(0.8~0.95V)以上的某一个值时,接通负载,使燃料电池电堆对外放电,完成一次燃料电池电堆的阴极性能恢复。
燃料电池电堆性能恢复程序在燃料电池处于正常工作状态后即可启动(即执行本发明的燃料电池电堆性能恢复方法),启动后采用间歇方式操作,即每次启动恢复程序的时间间隔在10分钟-2小时。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,包括:
当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;
当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电;
当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应;
当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,所述第一阈值电压取值范围为0~0.1V。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,所述第二阈值电压取值范围为0.8~0.95V。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,在所述的当燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应之后,在所述的当检测到的所述燃料电池电堆中单节电池的最低电压低于第一阈值电压时,使所述燃料电池电堆停止对外放电之前,还包括:
对所述燃料电池电堆中单节电池作巡检,获得所述单节电池的最低电压。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,在所述的当所述燃料电池电堆处于停止放电状态时,恢复所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应之后,在所述的当检测到所述的燃料电池电堆中单节电池的最高电压高于第二阈值电压时,使所述燃料电池电堆恢复对外放电之前,还包括:
对所述燃料电池电堆中单节电池作巡检,获得所述单节电池的最高电压。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,还包括:
在所述燃料电池电堆恢复正常工作后,且当所述燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,还包括:
在达到所述燃料电池电堆恢复正常工作的预设间歇时间后,且当所述燃料电池电堆处于放电状态时,停止所述燃料电池电堆的阴极氧化剂供应。
8.根据权利要求7所述的一种燃料电池电堆性能的恢复方法,其特征在于,所述预设间歇时间为10分钟-2小时。
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