CN113745578A - 一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统 - Google Patents
一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113745578A CN113745578A CN202110832102.XA CN202110832102A CN113745578A CN 113745578 A CN113745578 A CN 113745578A CN 202110832102 A CN202110832102 A CN 202110832102A CN 113745578 A CN113745578 A CN 113745578A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- back pressure
- pressure
- air
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 39
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统，所述方法包括：若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；采集泄流支路的泄流温度；若泄流温度达到第一预设温度，则开启泄压阀；其中，空气压缩机的出口连接泄流支路的一端，泄流支路的另一端分别连接回流阀的入口及泄压阀的入口，回流阀的出口连接空气压缩机的入口，泄压阀的出口连接背压阀。本发明可以利用热空气对背压阀进行加热化冰，可在背压阀结冰后使冰融化，以使背压阀可以开启。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统。
背景技术
燃料电池系统包括电堆、空气系统、氢气系统、冷却系统、电气系统以及相应控制系统。其中，空气系统主要由空气压缩机、背压阀等组成，空气系统为电堆提供反应所需氧气，电堆内发生化学反应会产生大量的气态水和液态水，大部分的水由空气系统排出。
在燃料电池系统停机时会持续几十秒到几分钟的吹扫，目的是将电堆和管路部件中的水分去除干净，但是停机吹扫过程中可能存在液态水未完全吹扫干净的情况。在常温条件下，残留的液态水一般不影响下次燃料电池系统的顺利启动，但在低温(0℃以下)时，积存在背压阀中的水会结冰，如果背压阀的阀片或轴承出现大量结冰，会导致背压阀无法驱动开启，空气系统的管路回路无法形成空气循环，也就无法为电堆持续提供氧气，使得燃料电池系统在低温环境下启动失败。
发明内容
本发明实施例通过提供一种燃料电池背压阀的破冰控制方法，解决了现有技术中燃料电池背压阀结冰后背压阀无法开启的技术问题，可在背压阀结冰后利用热空气加热背压阀使冰融化，以使背压阀可以开启。
一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：
一种燃料电池背压阀的破冰控制方法，包括：
若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；
采集泄流支路的泄流温度；
若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀；
其中，所述空气压缩机的出口连接所述泄流支路的一端，所述泄流支路的另一端分别连接所述回流阀的入口及所述泄压阀的入口，所述回流阀的出口连接所述空气压缩机的入口，所述泄压阀的出口连接所述背压阀。
优选的，若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀之后，还包括：
反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度。
优选的，所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度的同时，还包括：
在所述泄压阀的开度增大时，增大所述背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩，所述驱动电机连接所述背压阀的轴承。
优选的，所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度的同时，还包括：
在所述泄压阀的开度减小时，减小所述背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩。
优选的，若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀之后，所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度之前，还包括：
采集所述背压阀的下游温度；
若所述下游温度达到第二预设温度，则执行所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度的步骤。
优选的，若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀之后，还包括：
提高所述空气压缩机的转速，并增加所述回流阀的开度。
优选的，所述若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机之后，还包括：
采集电堆的氢气腔压力；
若所述氢气腔压力与空气压力之间压力差达到预设压力差阈值，则开启空气进氢阀进行补气；
其中，所述空气压缩机的出口连接所述电堆的空气入口，所述空气进氢阀的出口连接所述电堆的氢气入口。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：
一种燃料电池背压阀的破冰控制系统，包括：
控制器，用于若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；
泄流温压传感器，用于采集泄流支路的泄流温度；
所述控制器还用于若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀；
其中，所述空气压缩机的出口连接所述泄流支路的一端，所述泄流支路的另一端分别连接所述回流阀的入口及所述泄压阀的入口，所述回流阀的出口连接所述空气压缩机的入口，所述泄压阀的出口连接所述背压阀。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一燃料电池背压阀的破冰控制方法。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质被执行时实现上述任一燃料电池背压阀的破冰控制方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机，此时气流经空气压缩机压缩做功升温后，先进入泄流支路，从泄流支路流出的空气先到达泄压阀再流入回流阀，最后再次进入空气压缩机进行反复升温，这样泄流支路的泄流温度会一直升高，当泄流温度达到第一预设温度时，证明此时的气流温度较高，此时开启泄压阀，温度较高的气流先经过泄压阀，到达背压阀后再流出空气排出管路，从而可以利用热空气对背压阀进行加热化冰，可在背压阀结冰后使冰融化，以使背压阀可以开启，故而解决了燃料电池背压阀结冰后背压阀无法开启的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的燃料电池背压阀的破冰控制方法的流程图；
图2为本发明的空气系统、氢气系统及电堆的示意图；
图3为本发明的回流阀、泄压阀及背压阀的位置关系图；
图4为本发明的回流阀及泄压阀开启时的示意图；
图5为本发明的燃料电池背压阀的破冰控制方法的另一流程图；
图6为本发明的泄压阀开度及背压阀电机转矩的变化示意图；
图7为本发明的燃料电池背压阀的破冰控制系统的结构框图；
图8为本发明的燃料电池背压阀的破冰控制系统的另一结构框图。
附图标记说明：
10-泄压阀；20-回流阀；30-背压阀。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统，解决了现有技术中燃料电池背压阀结冰后背压阀无法开启的技术问题。
本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种燃料电池背压阀的破冰控制方法，如图1所示，包括：
步骤S1，若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；
步骤S2，采集泄流支路的泄流温度；
步骤S3，若泄流温度达到第一预设温度，则开启泄压阀；
其中，空气压缩机的出口连接泄流支路的一端，泄流支路的另一端分别连接回流阀的入口及泄压阀的入口，回流阀的出口连接空气压缩机的入口，泄压阀的出口连接背压阀。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
如图2所示为燃料电池系统中空气系统、氢气系统及电堆的示意图。
空气系统主要包括空气压缩机、回流阀、泄压阀以及背压阀。空气系统的主气流方向为：外来空气-空气压缩机-电堆-背压阀-空气排出管路。当回流阀开启时，部分空气由泄流支路依次经过回流支路、回流阀再回到空气压缩机入口。当泄压阀开启时，部分空气由泄流支路进入泄压阀后再进入空气排出管路排出。空气压缩机用于为电堆提供所需的空气流量和压力，空气压缩机和背压阀联合作用实现空气流量和压力的实时调节。当需要旁通多余的空气时，开启泄压阀进行泄压泄流。回流阀用于使空气压缩机出口的空气再次进入空气压缩机的入口进行循环做功升温，快速提升空气压缩机出口的空气温度。
氢气系统主要包括空气进氢阀，氢气系统的主气流方向为：外来氢气-空气进氢阀-电堆-氢气排出管路。空气进氢阀可用于补充氢气。
如图3所示为回流阀、泄压阀及背压阀的位置关系图。回流阀所在管路与泄压阀所在管路的中心线呈一定夹角，夹角大于0°，比如90°，使得从泄流支路流入的空气必须先到达泄压阀再流入回流阀。泄压阀与背压阀所在管路的中心线平行但不重合，泄压阀所在管路的中心线高于背压阀所在管路的中心线，使得从泄压阀流出的空气必须先到达背压阀再流出空气排出管路，且从泄压阀流出的空气主要作用在背压阀中间靠上的部分。
本实施例中，若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机，此时气流经空气压缩机压缩做功升温后，先进入泄流支路，由于回流阀所在管路与泄压阀所在管路的中心线呈一定夹角，所以从泄流支路流出的空气先到达泄压阀再流入回流阀，最后再次进入空气压缩机进行反复升温，如图3所示。这样泄流支路的泄流温度会一直升高，当泄流温度达到第一预设温度时，证明此时的气流温度较高，此时开启泄压阀，温度较高的气流先经过泄压阀，由于泄压阀所在管路的中心线高于背压阀所在管路的中心线，温度较高的气流必须先到达背压阀再流出空气排出管路，如图4所示，从而可以利用热空气对背压阀进行加热化冰，可在背压阀结冰后使冰融化，以使背压阀可以开启。当背压阀的实际开度与目标开度一致时，背压阀破冰成功，此时可关闭回流阀和泄压阀，背压阀与空气压缩机联合调节，实现空气进电堆的流量和压力需求。
其中，第一预设温度的取值范围可为25-35℃。若第一预设温度低于25℃，泄压阀出口的空气温度太低，难以快速融冰；若第一预设温度高于35℃，空气压缩机压缩升温空气所用的时间太长，导致融冰的等待时间太长。第一预设温度的取值范围为25-35℃，既可保证快速融冰，也可避免融冰的等待时间太长。优选第一预设温度为30℃，平衡融冰速度和等待时间的效果最佳。
当然，本实施例也可在检测到背压阀结冰后同时开启泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机后，直接利用空气压缩机压缩做功升温后输出的热空气对背压阀加热化冰，但由于泄压阀开启后经回流阀回流到空气压缩机的空气减少，空气压缩机升温空气的速度降低，不利于快速破冰，导致破冰时间过程而不具有实用性。而本实施例在泄流温度达到第一预设温度之前关闭泄压阀，可保证经回流阀回流到空气压缩机的空气较多，使空气压缩机快速升温空气，有利于快速破冰。
本实施例中，在泄压阀开启之后，由于回流空气压缩机的空气减少，泄压阀出口的空气温度可能较第一预设温度下降，导致融冰的速度较慢，无法保证快速融冰。为此，本实施例优选步骤S3之后，燃料电池背压阀的破冰控制方法还包括：
提高空气压缩机的转速，并增加回流阀的开度。
提高空气压缩机的转速可提高空气压缩机压缩做功升温空气的速度，进而弥补因泄压阀开启导致的空气温度下降。同理，增加回流阀的开度可增加回流空气压缩机的空气，弥补因泄压阀开启导致的回流空气减少，进而弥补因泄压阀开启导致的空气温度下降。以上，可保证泄压阀开启之后泄压阀出口的空气温度能够上升，保证融冰速度。
当环境温度过低时，可能背压阀阀片以及轴承上会冻结大量的冰晶或冰块，此时仅依靠热空气融冰难以快速破冰。为此，如图5所示，本实施例优选步骤S3之后，燃料电池背压阀的破冰控制方法还包括：
步骤S4，反复轮流增大和减小泄压阀的开度。
步骤S4中，可周期性的增大和减小泄压阀的开度。容易想到，当泄压阀的开度增大时，经泄压阀流出的空气增多，泄压阀出口的热空气对背压阀阀片的作用力增大；当泄压阀的开度减小时，经泄压阀流出的空气减少，泄压阀出口的热空气对背压阀阀片的作用力减小。本实施例在泄压阀开启后反复轮流增大和减小泄压阀的开度，可使泄压阀出口的热空气对背压阀阀片形成反复的冲击力增大和减小，对背压阀阀片造成反复冲击，通过冲击力的作用除冰，配合热空气融冰，可极大的提高破冰速度。另外，由于泄压阀所在管路的中心线高于背压阀所在管路的中心线，泄压阀出口的热空气对背压阀阀片上半部分的冲击力大于下半部分的冲击力。
本实施例中，为进一步提高破冰速度，优选步骤S4中，反复轮流增大和减小泄压阀的开度的同时，在泄压阀的开度增大时，增大背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩，所述驱动电机连接背压阀的轴承。其中，气流来向为空气从泄压阀流向背压阀的方向。这样热空气对背压阀阀片作用力增大的同时，驱动电机对背压阀施加的转矩力也增大，热空气作用力与电机转矩力协同作用，提升背压阀阀片的破冰力矩，可进一步提高对冰块的作用力，进而提高破冰速度。
本实施例中，为进一步提高破冰速度，优选步骤S4中，反复轮流增大和减小泄压阀的开度的同时，在泄压阀的开度减小时，减小背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩。这样热空气对背压阀阀片作用力减小的同时，驱动电机对背压阀施加的转矩力也减小，热空气作用力与电机转矩力协同作用，可进一步提高破冰速度。此外，如图6所示，反复轮流增大和减小泄压阀的开度的同时，在泄压阀的开度增大时，增大背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩；在泄压阀的开度减小时，减小背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩，这样热空气的冲击力与电机的转矩力协同作用，最大化的提升背压阀阀片的破冰力矩，可最大化的提高破冰速度。
本实施例中，在泄压阀开启之后，由于回流空气压缩机的空气减少，泄压阀出口的空气温度可能上升较慢，此时融冰的速度较慢，由于热空气冲击力破冰的有效性需建立在融冰速度较快的基础上，若在泄压阀开启之后直接反复轮流增大和减小泄压阀的开度，会导致一段时间内无效的增大和减小泄压阀的开度。为此，本实施例优选步骤S3之后，步骤S4之前，燃料电池背压阀的破冰控制方法还包括：
采集背压阀的下游温度；
若下游温度达到第二预设温度，则执行步骤S4。
背压阀的下游温度为背压阀靠近空气排出管路一侧的空气温度。第二预设温度可设为一个较高值，若下游温度达到第二预设温度则代表此时的热空气温度较高，可实现快速融冰，此时反复轮流增大和减小泄压阀的开度，可保证热空气冲击力破冰的有效性，避免一段时间内无效的增大和减小泄压阀的开度。
其中，第二预设温度的取值范围可为15-25℃。若第二预设温度低于15℃，同样会导致融冰速度较慢，造成一段时间内无效的增大和减小泄压阀的开度；若第二预设温度高于25℃，会导致实现热空气对背压阀进行反复冲击的等待时间过长。本实施例优选第二预设温度的取值范围为15-25℃，既可避免一段时间内无效的增大和减小泄压阀的开度，也可避免实现热空气对背压阀进行反复冲击的等待时间过长。优选第二预设温度为20℃，平衡无效控制时间与冲击等待时间的效果最好。
当然，本实施例适用于环境温度过低时依靠背压阀单独破冰无效的情形，在检测到背压阀结冰时会首先考虑依靠背压阀单独破冰，即周期性的控制背压阀驱动电流以周期性调节背压阀驱动电机的转矩，通过电机的转矩力破冰，若背压阀单独破冰失败，则可通过热空气加热融冰以及热空气冲击力破冰。
本实施例中，在泄流温度达到第一预设温度并开启泄压阀后，就进入了背压阀的破冰过程，在此过程中，经空气压缩机流出的空气会对电堆内部的空气腔提供一定压力的氧气，空气腔内的氧气会与氢气腔的氢气发生反应，降低电堆氢气腔的压力，使氢气腔压力与空气压力之间的压力差过大，使氢气腔压力失衡。为此，本实施例优选步骤S1之后，燃料电池背压阀的破冰控制方法还包括：采集电堆的氢气腔压力；若氢气腔压力与空气压力之间压力差达到预设压力差阈值，则开启空气进氢阀进行补气；其中，空气压缩机的出口连接电堆的空气入口，空气进氢阀的出口连接电堆的氢气入口。这样在背压阀的破冰过程中，可在氢气腔压力失衡时及时补充氢气，避免氢气腔压力失衡。其中，空气压力一般为大力压力，无需采集。
本实施例还提供一种燃料电池背压阀的破冰控制系统，如图7所示，包括：
控制器，用于若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；
泄流温压传感器，用于采集泄流支路的泄流温度；
所述控制器还用于若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀；
其中，空气压缩机的出口连接泄流支路的一端，泄流支路的另一端分别连接回流阀的入口及泄压阀的入口，回流阀的出口连接空气压缩机的入口，泄压阀的出口连接背压阀。
其中，泄流温压传感器安装于泄流支路中。
本实施例的破冰控制系统中，若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机，此时气流经空气压缩机压缩做功升温后，先进入泄流支路，从泄流支路流出的空气先到达泄压阀再流入回流阀，最后再次进入空气压缩机进行反复升温，这样泄流支路的泄流温度会一直升高，当泄流温度达到第一预设温度时，证明此时的气流温度较高，此时开启泄压阀，温度较高的气流先经过泄压阀，到达背压阀后再流出空气排出管路，从而可以利用热空气对背压阀进行加热化冰，可在背压阀结冰后使冰融化，以使背压阀可以开启。
优选的，如图8所示，燃料电池背压阀的破冰控制系统还包括空气出堆温压传感器，用于采集背压阀的下游温度；若泄流温度达到第一预设温度，则开启泄压阀之后，反复轮流增大和减小泄压阀的开度之前，控制器还用于若下游温度达到第二预设温度则反复轮流增大和减小泄压阀的开度。
其中，空气出堆温压传感器安装于背压阀的下游管路中。若下游温度达到第二预设温度则代表此时的热空气温度较高，可实现快速融冰，此时反复轮流增大和减小泄压阀的开度，可保证热空气冲击力破冰的有效性，避免一段时间内无效的增大和减小泄压阀的开度。
优选的，如图8所示，燃料电池背压阀的破冰控制系统还包括氢气腔压力传感器，用于采集电堆的氢气腔压力；若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机之后，控制器还用于若氢气腔压力与空气压力之间压力差达到预设压力差阈值，则开启空气进氢阀进行补气。这样在背压阀的破冰过程中，可在氢气腔压力失衡时及时补充氢气，避免氢气腔压力失衡。其中，空气压力一般为大力压力，无需采集。
基于与前文所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法同样的发明构思，本实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法的任一方法的步骤。
其中，总线架构(用总线来代表)，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将包括由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和接收器和发送器之间提供接口。接收器和发送器可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器负责管理总线和通常的处理，而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中燃料电池背压阀的破冰控制方法所采用的电子设备，故而基于本发明实施例中所介绍的燃料电池背压阀的破冰控制方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中燃料电池背压阀的破冰控制方法所采用的电子设备，都属于本发明所欲保护的范围。
基于与上述燃料电池背压阀的破冰控制方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质被执行时实现上述任一燃料电池背压阀的破冰控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，包括：
若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；
采集泄流支路的泄流温度；
若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀；
其中，所述空气压缩机的出口连接所述泄流支路的一端，所述泄流支路的另一端分别连接所述回流阀的入口及所述泄压阀的入口，所述回流阀的出口连接所述空气压缩机的入口，所述泄压阀的出口连接所述背压阀。
2.如权利要求1所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀之后，还包括：
反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度。
3.如权利要求2所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度的同时，还包括：
在所述泄压阀的开度增大时，增大所述背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩，所述驱动电机连接所述背压阀的轴承。
4.如权利要求3所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度的同时，还包括：
在所述泄压阀的开度减小时，减小所述背压阀的驱动电机沿气流来向的转矩。
5.如权利要求2所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀之后，所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度之前，还包括：
采集所述背压阀的下游温度；
若所述下游温度达到第二预设温度，则执行所述反复轮流增大和减小所述泄压阀的开度的步骤。
6.如权利要求1所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀之后，还包括：
提高所述空气压缩机的转速，并增加所述回流阀的开度。
7.如权利要求1所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法，其特征在于，所述若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机之后，还包括：
采集电堆的氢气腔压力；
若所述氢气腔压力与空气压力之间压力差达到预设压力差阈值，则开启空气进氢阀进行补气；
其中，所述空气压缩机的出口连接所述电堆的空气入口，所述空气进氢阀的出口连接所述电堆的氢气入口。
8.一种燃料电池背压阀的破冰控制系统，其特征在于，包括：
控制器，用于若检测到背压阀结冰，则关闭泄压阀、开启回流阀并启动空气压缩机；
泄流温压传感器，用于采集泄流支路的泄流温度；
所述控制器还用于若所述泄流温度达到第一预设温度，则开启所述泄压阀；
其中，所述空气压缩机的出口连接所述泄流支路的一端，所述泄流支路的另一端分别连接所述回流阀的入口及所述泄压阀的入口，所述回流阀的出口连接所述空气压缩机的入口，所述泄压阀的出口连接所述背压阀。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7中任一项权利要求所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质被执行时实现权利要求1-7中任一项权利要求所述的燃料电池背压阀的破冰控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110832102.XA CN113745578B (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110832102.XA CN113745578B (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113745578A true CN113745578A (zh) | 2021-12-03 |
| CN113745578B CN113745578B (zh) | 2023-12-19 |
Family
ID=78728985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110832102.XA Active CN113745578B (zh) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113745578B (zh) |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291075A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 燃料噴射装置 |
| JP2006100152A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及びその検査システム |
| US20060115694A1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
| US20060286418A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system for setting predetermined operation state when substitutional value control is impossible |
| JP2009037865A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2009158270A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| US20100239928A1 (en) * | 2006-04-07 | 2010-09-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell running system, and valve-freeze preventing method in the fuel cell running system |
| JP2013122873A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US20150104722A1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | GM Global Technology Operations LLC | Freeze-tolerant valve |
| JP2018041630A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| CN110137536A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-16 | 山东大学 | 一种燃料电池冷启动阳极吹扫装置及吹扫方法 |
| CN110957503A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-03 | 同济大学 | 一种燃料电池低温启动的空气加热回流系统及控制方法 |
| CN111613813A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-01 | 东风汽车集团有限公司 | 一种燃料电池空气供给系统及其泄压控制方法 |
| CN211829049U (zh) * | 2020-04-15 | 2020-10-30 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 燃料电池用融冰系统 |
| WO2020223754A1 (de) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | Avl List Gmbh | Brennstoffzellensystem und verfahren zum entfernen von wasser aus dem brennstoffzellensystem |
| CN111969228A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-20 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池装置系统及控制方法 |
| CN212033153U (zh) * | 2020-03-31 | 2020-11-27 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池空气路系统 |
-
2021
- 2021-07-22 CN CN202110832102.XA patent/CN113745578B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291075A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 燃料噴射装置 |
| JP2006100152A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及びその検査システム |
| US20060115694A1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
| US20060286418A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system for setting predetermined operation state when substitutional value control is impossible |
| US20100239928A1 (en) * | 2006-04-07 | 2010-09-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell running system, and valve-freeze preventing method in the fuel cell running system |
| JP2009037865A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2009158270A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2013122873A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US20150104722A1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | GM Global Technology Operations LLC | Freeze-tolerant valve |
| JP2018041630A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| WO2020223754A1 (de) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | Avl List Gmbh | Brennstoffzellensystem und verfahren zum entfernen von wasser aus dem brennstoffzellensystem |
| CN110137536A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-16 | 山东大学 | 一种燃料电池冷启动阳极吹扫装置及吹扫方法 |
| CN110957503A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-03 | 同济大学 | 一种燃料电池低温启动的空气加热回流系统及控制方法 |
| CN212033153U (zh) * | 2020-03-31 | 2020-11-27 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池空气路系统 |
| CN211829049U (zh) * | 2020-04-15 | 2020-10-30 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 燃料电池用融冰系统 |
| CN111613813A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-01 | 东风汽车集团有限公司 | 一种燃料电池空气供给系统及其泄压控制方法 |
| CN111969228A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-20 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池装置系统及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113745578B (zh) | 2023-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4735642B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
| US10090539B2 (en) | Fuel cell system | |
| US11133515B2 (en) | Fuel cell system and scavenging method of fuel cell | |
| US20060147772A1 (en) | Fuel cell system | |
| KR101036263B1 (ko) | 연료전지시스템 | |
| CN110890573A (zh) | 一种冷启动方法、系统、电子设备及存储介质 | |
| CN114188569A (zh) | 一种燃料电池系统以及一种新能源车辆动力总成 | |
| CN113745578A (zh) | 一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统 | |
| CN113097537A (zh) | 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法 | |
| CN110783605B (zh) | 燃料电池系统 | |
| CN117039057A (zh) | 燃料电池空气系统、燃料电池系统、车辆及控制方法 | |
| JP6817908B2 (ja) | 圧縮空気貯蔵発電装置及び方法 | |
| JP6972920B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| CN113581016B (zh) | 燃料电池系统的怠速控制方法及相关设备 | |
| CN111108638B (zh) | 用于操作燃料电池的方法及其控制器 | |
| JP2006278209A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP7006158B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007214080A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2021077559A (ja) | 燃料電池システム、及び燃料電池システムの低温動作方法 | |
| CN117760126B (zh) | 一种用于热泵系统的防冻控制方法及系统 | |
| JP7435875B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2012167567A (ja) | 水噴射式圧縮機 | |
| CN117352777B (zh) | 一种燃料电池系统及其低温启动方法 | |
| CN217361664U (zh) | 一种燃料电池空气系统 | |
| JP2021190243A (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |