CN114614050B - 燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质 - Google Patents

燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114614050B
CN114614050B CN202210097927.6A CN202210097927A CN114614050B CN 114614050 B CN114614050 B CN 114614050B CN 202210097927 A CN202210097927 A CN 202210097927A CN 114614050 B CN114614050 B CN 114614050B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
cell stack
temperature
preset
purging
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.)
Active
Application number
CN202210097927.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114614050A (zh
Inventor
游美祥
王成
沈巍
王明锐
杨高超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Motor Corp
Original Assignee
Dongfeng Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Motor Corp filed Critical Dongfeng Motor Corp
Priority to CN202210097927.6A priority Critical patent/CN114614050B/zh
Publication of CN114614050A publication Critical patent/CN114614050A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114614050B publication Critical patent/CN114614050B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • 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
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
    • 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
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04634—Other electric variables, e.g. resistance or impedance
    • H01M8/04649—Other electric variables, e.g. resistance or impedance of fuel cell stacks
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content

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吹扫方法、装置、终端设备及介质，所述方法包括：获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。采用本发明，能提升燃料电池吹扫的便捷性及高效性。

Description

燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质
技术领域
本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质。
背景技术
燃料电池每次停机后都会进行吹扫，将反应产生的水吹走。燃料电池所处环境的环境温度大于0℃，电池堆内部拥有一定的含水量能保持质子交换膜的湿润，有利于氢氧反应、有利于电堆的使用寿命，停机吹扫时间较短。反之，环境温度小于0℃，电堆内部的水结冰会导致氢燃料电池系统下次启动失败，停机吹扫时间较长。
因此，在低温环境下如何快速地对燃料电池系统进行含水吹扫，是一个尚待解决的问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质，能提升燃料电池吹扫的便捷性及高效性。
一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种燃料电池吹扫方法，所述方法包括：
获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；
根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；
在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。
可选地，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度小于第一预设温度时，判断所述含水温度是否大于第二预设温度；
若是，则向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，使得所述第一气体和所述第二气体各自对应的压力和流量均大于对应的预设阈值。
可选地，所述方法还包括：
在所述含水温度小于或等于所述第二预设温度时，通过正温度系数材料PTC加热所述含水温度，重复执行所述判断所述含水温度是否大于第二预设温度的步骤。
可选地，所述方法还包括：
在所述电堆内阻小于或等于所述预设阻值时，重复执行所述向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至所述电堆内阻大于所述预设阻值结束。
可选地，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度大于或等于第一预设温度时，向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，以对所述燃料电池堆进行含水吹扫。
可选地，所述方法还包括：
获取所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻；
根据所述最大内阻和所述稳定内阻，计算所述燃料电池堆的设定阻值；
对所述燃料电池堆进行含水吹扫，在检测到所述燃料电池堆的电堆内阻达到所述设定阻值时，停止所述燃料电池堆进行含水吹扫，并启动所述燃料电池堆；
在所述燃料电池堆启动成功后，减小所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第一预设次数结束，将所述第一预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
可选地，所述方法还包括：
在所述燃料电池堆启动失败后，增大所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第二预设次数结束，将所述第二预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种燃料电池吹扫装置，所述装置包括：获取模块、吹扫模块及处理模块，其中：
所述获取模块，用于获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；
所述吹扫模块，用于根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；
所述处理模块，用于在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种终端设备，所述终端设备包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上所述的燃料电池吹扫方法。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序运行在终端设备时执行如上所述的燃料电池吹扫方法。
本申请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：本申请获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。上述方案中，本申请根据燃料电池堆的含水温度和环境温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并通过监测所述燃料电池堆的电堆内阻来停止所述燃料电池堆的含水吹扫，这样能快速、便捷地实现燃料电池堆的含水吹扫，以在下一次低温环境下成功启动运行，有利于提升燃料电池吹扫的高效性。
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是本申请实施例提供的一种燃料电池吹扫方法的流程示意图。
图2是本申请实施例提供的一种燃料电池堆的内阻变化示意图。
图3是本申请实施例提供的一种预设阻值确定方法的流程示意图。
图4是本申请实施例提供的另一种燃料电池吹扫方法的流程示意图。
图5是本申请实施例提供的一种燃料电池吹扫装置的结构示意图。
图6是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
申请人在提出本申请的过程中还发现：目前采用交流阻抗仪通过检测电堆内阻判断含水量，内阻和含水量有一定的对应关系，内阻越高含水量越低。电堆的测量阻值大于设定阻值时，认为电堆的含水量处于较低水平，燃料电池系统下次低温可以启动成功。燃料电池系统的阴阳极分别用空气、氢气吹扫，且使用高流量、高压力的干空气进行吹扫。然而在实践中发现，电堆低温环境下的设定阻值是一个预设的理论值无法准确反映不同燃料电池堆各自的实际情况。此外还发现：在吹扫过程中未对电堆内部的水温进行判断。尽管燃料电池系统水温管理系统会让水温处于一个较为合理的区间范围，但如果燃料电池系统在低温环境下运行时间短，不足以将水加热到合适的温度，此时关机。水温低时进行低温吹扫，存在以下两大弊端：首先在吹扫过程中，水可能还未从管路中排出，便在管壁或背压阀处结冰，导致下次启动失败。其次，根据相关论文资料获知，电堆温度越高，电堆欧姆阻值上升越快，平衡后的电阻略高，吹扫时间减少且效果更好。水温低时，吹扫时间更长且效果更差。
为解决上述问题，本申请实施例通过提供一种燃料电池吹扫方法，其总体思路如下：获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。
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。
请参见图1，是本申请实施例提供的一种燃料电池吹扫方法的流程示意图。如图1所示的方法应用于诸如汽车等终端设备中，所述方法包括如下实施步骤：
S101、获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度。
本申请所述环境温度是指燃料电池系统当前所处的环境温度，所述含水温度是指系统中燃料电池堆所产生的水分的温度。
S102、根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻。
在一具体实施例中，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的具体实施方式可为：在检测到燃料电池系统的环境温度小于第一预设温度时，判断所述含水温度是否大于第二预设温度；若是，则向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，使得所述第一气体和所述第二气体各自对应的压力和流量均大于对应的预设阈值。
本申请所述第一预设温度和所述第二预设温度均为系统自定义设置的，它们可以相同，也可不同，本申请不做限定，例如所述第一预设温度为0，所述第二预设温度为T0等。所述第一气体和所述第二气体为系统自定义设置的系统吹扫气体，例如所述第一气体为干空气、所述第二气体为氢气等，本申请不做限定。
在可选实施例中，本申请在所述含水温度小于或等于所述第二预设温度时，通过正温度系数材料PTC加热所述含水温度，重复执行所述判断所述含水温度是否大于第二预设温度的步骤。
在另一具体实施例中，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的具体实施方式可为：在检测到燃料电池系统的环境温度大于或等于第一预设温度时，向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，以对所述燃料电池堆进行含水吹扫。
S103、在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。
本申请在检测到所述电堆内阻小于或等于所述预设阻值时，重复执行所述向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至所述电堆内阻大于所述预设阻值结束。
在可选实施例中，本申请可预先获取所述燃料电池堆的最大内阻、最小内阻和稳定内阻。其中，所述燃料电池堆的最大内阻、最小内阻和稳定内阻均为试验获得的，具体地在燃料电池堆能满足冷启动的最低环境温度条件下，对燃料电池堆吹扫足够长的时间，记录最大的内阻值Rmax；停止吹扫后，等待电堆水分重新分布后，记录最小的内阻值Rmin；等待电堆内部的水完全结冰后，记录趋于稳定的内阻值R稳。请参见图2示出一种可能的燃料电池堆的内阻值随时间变化的曲线示意图。其中，图示中的Rmax为所述燃料电池堆的最大内阻、Rmin为所述燃料电池堆的最小内阻、R稳为所述燃料电池堆的稳定内阻。
进一步本申请可根据所述最大内阻和所述稳定内阻，可选地还可结合所述最小内阻，计算出所述燃料电池堆的设定阻值；其中，所述设定阻值可以是指低温环境下电堆处于稳定状态，刚好处于某一低含水量时，电堆低温启动正好能成功，此时电堆的阻值。具体地，本申请可采用如下公式(1)计算得到所述设定阻值Rset。
Rset＝R稳+k(Rmax-R稳) 公式(1)
其中，k为系统自定义设置的，例如k的取值可采用二分法、三分法或其他分法等，本申请并不做限定。
进一步本申请可再对所述燃料电池堆进行含水吹扫，在检测到所述燃料电池堆的电堆内阻达到所述设定阻值时，停止所述燃料电池堆进行含水吹扫，并启动所述燃料电池堆。在所述燃料电池堆启动成功后，减小所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第一预设次数结束，将所述第一预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。反之，在所述燃料电池堆启动失败后，增大所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第二预设次数结束，将所述第二预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
本申请以k采用二分法取值为0.5为例，请参见图3是本申请实施例提供的一种可能的燃料电池堆的预设阻值的确定方法的流程示意图。如图3所示的方法包括如下实施步骤：
S301、第一次取K0＝0.5。
S302、在燃料电池堆的吹扫过程中监测所述燃料电池堆的电堆阻值是否达到设定阻值Rset。在达到设定阻值时，停止吹扫。判断下次在低温环境下是否能成功启动所述燃料电池堆。
本申请在判断到所述燃料电池堆下次能冷启动成功，则继续执行步骤S303；否则，继续执行步骤S307。
S303、采用二分法对来减小K0，即K1＝K0/2＝0.5/2。
S304、在燃料电池堆的吹扫过程中监测所述燃料电池堆的电堆阻值是否达到设定阻值Rset。在达到设定阻值时，停止吹扫。判断下次在低温环境下是否能成功启动所述燃料电池堆。
本申请在判断到所述燃料电池堆下次能冷启动成功，则继续执行步骤S305；否则，继续执行步骤S306。
S305、采用二分法对上一次的K值进行减小，即Kn＝(0+Kn-1)/2，n为大于1的正整数。
S306、用二分法对上一次的K值进行增大，即Kn＝(0.5+Kn-1)/2，n为大于1的正整数。
本申请在执行步骤S305或S306调整完K值后，可重复执行步骤S304的步骤，直至重复次数达到第一预设次数结束。所述第一预设次数为系统自定义设置的，例如第一预设次数n可为4或5等，本发明不做限定。
S307、采用二分法对来增大K0，即K1＝(1+K0)/2＝(1+0.5)/2。
S308、在燃料电池堆的吹扫过程中监测所述燃料电池堆的电堆阻值是否达到设定阻值Rset。在达到设定阻值时，停止吹扫。判断下次在低温环境下是否能成功启动所述燃料电池堆。
本申请在判断到所述燃料电池堆下次能冷启动成功，则继续执行步骤S309；否则，继续执行步骤S310。
S309、采用二分法对上一次的K值进行减小，即Kn＝(0.5+Kn-1)/2，n为大于1的正整数。
S310、用二分法对上一次的K值进行增大，即Kn＝(1+Kn-1)/2，n为大于1的正整数。
本申请在执行步骤S309或S310调整完K值后，可重复执行步骤S308的步骤，直至重复次数达到第二预设次数结束。所述第二预设次数为系统自定义设置的，所述第一预设次数和所述第二预设次数可以相同，也可不同，本发明不做限定。例如第二预设次数n可为4或5等。
本申请实施例中在第一次时取k＝0.5，在吹扫过程中监测到电堆阻值达到Rset时停止吹扫，若下次低温环境下启动成功，则表明电堆内部的水含量较低，此时的设定阻值Rset可以满足启动条件，可以继续放低/减小K值。若下次低温环境下启动失败，则表明电堆内部的水含量较多，此时的设定阻值无法满足启动条件，需继续放大/增大K值。根据此原则，经过N次迭代便能较为准确的测出电堆低温设定阻值Rset，即为本申请上述的预设阻值。
请一并参见图4，是本申请实施例提供的另一种燃料电池吹扫方法的流程示意图。如图4所示的方法包括如下实施步骤：
S401、整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)下发关机指令。
S402、燃料电池控制器(Fuel Cell Control Unit，FCCU)接收该关机指令。
S403、判断燃料电池系统的环境温度是否小于第一预设温度，图示以所述第一预设温度为0℃举例，但并不构成限定。
本申请在判断到环境温度小于第一预设温度时，可继续执行步骤S404；否则，继续执行步骤S411。
S404、判断燃料电池堆的含水量(即电堆水温)是否大于第二预设温度T0。
本申请在判断到电堆水温不大于(即小于或等于)第二预设温度时，可继续执行步骤S405；否则，继续执行步骤S406。
S405、燃料电池系统继续工作，正温度系数材料PTC(Positive TemperatureCoefficient)开启加热功能。
S406、进入低温吹扫流程，具体可在燃料电池系统中新增旁通增湿器。
S407、系统阴极通入干空气，干空气的压力为Pa2、流量为fa2，其中：Pa2>第一预设压力Pa1，fa2>第一预设流量fa1。所述第一预设压力和所述第一预设流量可为系统自定义设置的，分别可以是指常温吹扫过程中通入干空气的压力和流量。
S408、阳极通入氢气，氢气的压力为Ph2、流量为fh2，其中：Ph2>第二预设压力Ph1，fh2>第一预设流量fh1。所述第二预设压力和所述第二预设流量可为系统自定义设置的，分别可以是指常温吹扫过程中通入氢气的压力和流量等。
S409、判断电堆内阻是否大于预设阻值Rset。
本申请在判断到电堆内阻大于预设内阻时，可重复执行步骤S406，否则继续执行步骤S410。
S410、停止燃料电池系统的吹扫。
S411、进入常温吹扫流程。
S412、阴极通入干空气，干空气的压力为Pa1、流量为fa1。
S413、阳极通入氢气，氢气的压力为Ph1、流量为fh1。
S414、判断吹扫时间是否大于预设时间T标。
本申请在判断到吹扫时间大于预设时间时，可继续执行步骤S410；否则，重复执行步骤S411。
本申请实施例中氢燃料电池整车关机时，VCU给FCCU下发关机指令，FCCU首先根据环境温度是否小于0℃来判断是否走低温关机吹扫流程，本发明主要介绍环境温度小于0℃，氢燃料电池整车执行低温吹扫的流程。在执行低温吹扫流程之前，首先FCCU判断电堆水温是否满足相应条件，实际应用中可将T0设定为60℃。电堆水温低于T0时，燃电系统继续工作，并且PTC开启加热功能，使水温快速上升，当电堆水温高于T0时，执行低温吹扫流程。燃电系统的阴阳极分别用高流量、高压力的干空气(通过旁通增湿器引入干空气)和氢气进行吹扫，在吹扫过程中，对电堆内阻进行实时监测；当电堆的内阻大于电堆低温设定阻值Rset时，停止吹扫并完成关机。
通过实施本申请实施例，本申请能提供一种电堆设定阻值Rset的测试方案，采用二分法能快速实测出较为精确的预设阻值Rset。此外，在低温吹扫时增加对电堆水温的判断和相应对策，利用开启PTC加热提高水温，有利于氢气和空气带走电堆中的水份，减少了吹扫时间，降低了耗氢量。具体地，本申请获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。上述方案中，本申请根据燃料电池堆的含水温度和环境温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并通过监测所述燃料电池堆的电堆内阻来停止所述燃料电池堆的含水吹扫，这样能快速、便捷地实现燃料电池堆的含水吹扫，以在下一次低温环境下成功启动运行，有利于提升燃料电池吹扫的高效性。
基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种实施本申请实施例中所述燃料电池吹扫方法对应的装置和终端设备。
请参见图5，是本申请实施例提供的一种燃料电池吹扫装置的结构示意图。如图5所示的装置50包括：获取模块501、吹扫模块502及处理模块503，其中：
所述获取模块501，用于获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；
所述吹扫模块502，用于根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；
所述处理模块503，用于在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。
可选地，所述吹扫模块502具体用于：
在检测到燃料电池系统的环境温度小于第一预设温度时，判断所述含水温度是否大于第二预设温度；
若是，则向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，使得所述第一气体和所述第二气体各自对应的压力和流量均大于对应的预设阈值。
可选地，所述处理模块503还用于：
在所述含水温度小于或等于所述第二预设温度时，通过正温度系数材料PTC加热所述含水温度，重复执行所述判断所述含水温度是否大于第二预设温度的步骤。
可选地，所述吹扫模块502还用于：
在所述电堆内阻小于或等于所述预设阻值时，重复执行所述向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至所述电堆内阻大于所述预设阻值结束。
可选地，所述吹扫模块502具体用于：
在检测到燃料电池系统的环境温度大于或等于第一预设温度时，向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，以对所述燃料电池堆进行含水吹扫。
可选地，所述处理模块503还用于：
获取所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻；
根据所述最大内阻和所述稳定内阻，计算所述燃料电池堆的设定阻值；
对所述燃料电池堆进行含水吹扫，在检测到所述燃料电池堆的电堆内阻达到所述设定阻值时，停止所述燃料电池堆进行含水吹扫，并启动所述燃料电池堆；
在所述燃料电池堆启动成功后，减小所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第一预设次数结束，将所述第一预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
可选地，所述处理模块503还用于：
在所述燃料电池堆启动失败后，增大所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第二预设次数结束，将所述第二预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
请一并参见6，是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。如图6所示的终端设备60包括：至少一个处理器601、通信接口602、用户接口603和存储器604，处理器601、通信接口602、用户接口603和存储器604可通过总线或者其它方式连接，本发明实施例以通过总线605连接为例。其中，
处理器601可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。
通信接口602可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口)，用于与其他终端或网站进行通信。本发明实施例中，通信接口602具体用于获取环境温度和含水温度等参数。
用户接口603具体可为触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测触控面板上的操作指令，用户接口603也可以是物理按键或者鼠标。用户接口603还可以为显示屏，用于输出、显示图像或数据。
存储器604可以包括易失性存储器(Volatile Memory)，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(Non-VolatileMemory)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；存储器604还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器604用于存储一组程序代码，处理器601用于调用存储器604中存储的程序代码，执行如下操作：
获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；
根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；
在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。
可选地，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度小于第一预设温度时，判断所述含水温度是否大于第二预设温度；
若是，则向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，使得所述第一气体和所述第二气体各自对应的压力和流量均大于对应的预设阈值。
可选地，所述处理器601还用于：
在所述含水温度小于或等于所述第二预设温度时，通过正温度系数材料PTC加热所述含水温度，重复执行所述判断所述含水温度是否大于第二预设温度的步骤。
可选地，所述处理器601还用于：
在所述电堆内阻小于或等于所述预设阻值时，重复执行所述向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至所述电堆内阻大于所述预设阻值结束。
可选地，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度大于或等于第一预设温度时，向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，以对所述燃料电池堆进行含水吹扫。
可选地，所述处理器601还用于：
获取所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻；
根据所述最大内阻和所述稳定内阻，计算所述燃料电池堆的设定阻值；
对所述燃料电池堆进行含水吹扫，在检测到所述燃料电池堆的电堆内阻达到所述设定阻值时，停止所述燃料电池堆进行含水吹扫，并启动所述燃料电池堆；
在所述燃料电池堆启动成功后，减小所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第一预设次数结束，将所述第一预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
可选地，所述处理器601还用于：
在所述燃料电池堆启动失败后，增大所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第二预设次数结束，将所述第二预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
由于本实施例所介绍的终端设备为实施本申请实施例中的方法所采用的终端设备，故而基于本申请实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的终端设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该终端设备如何实现本申请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申请实施例中的方法所采用的终端设备，都属于本申请所欲保护的范围。
本申请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：本申请获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的。上述方案中，本申请根据燃料电池堆的含水温度和环境温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并通过监测所述燃料电池堆的电堆内阻来停止所述燃料电池堆的含水吹扫，这样能快速、便捷地实现燃料电池堆的含水吹扫，以在下一次低温环境下成功启动运行，有利于提升燃料电池吹扫的高效性。
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 (9)

1.一种燃料电池吹扫方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；
根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；
在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的；
所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度小于第一预设温度时，判断所述含水温度是否大于第二预设温度；
若是，则向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，使得所述第一气体和所述第二气体各自对应的压力和流量均大于对应的预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述含水温度小于或等于所述第二预设温度时，通过正温度系数材料PTC提高所述含水温度，重复执行所述判断所述含水温度是否大于第二预设温度的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电堆内阻小于或等于所述预设阻值时，重复执行所述向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至所述电堆内阻大于所述预设阻值结束。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度大于或等于第一预设温度时，向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，以对所述燃料电池堆进行含水吹扫。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻；
根据所述最大内阻和所述稳定内阻，计算所述燃料电池堆的设定阻值；
对所述燃料电池堆进行含水吹扫，在检测到所述燃料电池堆的电堆内阻达到所述设定阻值时，停止所述燃料电池堆进行含水吹扫，并启动所述燃料电池堆；
在所述燃料电池堆启动成功后，减小所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第一预设次数结束，将所述第一预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述燃料电池堆启动失败后，增大所述设定阻值，重复执行所述对所述燃料电池堆进行含水吹扫的步骤，直至重复第二预设次数结束，将所述第二预设次数时对应的所述设定阻值确定为所述预设阻值。
7.一种燃料电池吹扫装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块、吹扫模块及处理模块，其中：
所述获取模块，用于获取燃料电池系统的环境温度和所述燃料电池系统中燃料电池堆的含水温度；
所述吹扫模块，用于根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，并监测所述燃料电池堆的电堆内阻；
所述处理模块，用于在所述电堆内阻大于预设阻值时，停止继续对所述燃料电池堆进行含水吹扫，其中，所述预设阻值是根据所述燃料电池堆的最大内阻和稳定内阻确定的；
所述根据所述环境温度和所述含水温度，对所述燃料电池堆进行含水吹扫包括：
在检测到燃料电池系统的环境温度小于第一预设温度时，判断所述含水温度是否大于第二预设温度；
若是，则向所述燃料电池堆的阴极和阳极分别通入第一气体和第二气体，对所述燃料电池堆进行含水吹扫，使得所述第一气体和所述第二气体各自对应的压力和流量均大于对应的预设阈值。
8.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上权利要求1-6中任一项所述的燃料电池吹扫方法。
9.一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存储有程序，当所述程序运行在终端设备时执行如上权利要求1-6中任一项所述的燃料电池吹扫方法。
CN202210097927.6A 2022-01-27 2022-01-27 燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质 Active CN114614050B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210097927.6A CN114614050B (zh) 2022-01-27 2022-01-27 燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210097927.6A CN114614050B (zh) 2022-01-27 2022-01-27 燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114614050A CN114614050A (zh) 2022-06-10
CN114614050B true CN114614050B (zh) 2023-09-26

Family

ID=81858497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210097927.6A Active CN114614050B (zh) 2022-01-27 2022-01-27 燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114614050B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012001947A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-08 Daimler Ag Verfahren zur Optimierung der Betriebsstrategie eines Niedrigtemperatur-Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug und hierfür angepasstes Fahrzeug
CN111082104A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 中国汽车技术研究中心有限公司 一种燃料电池停车吹扫控制方法
CN112366336A (zh) * 2020-10-14 2021-02-12 广东国鸿氢能科技有限公司 一种用于质子交换膜燃料电池的吹扫方法及系统
CN112436164A (zh) * 2020-11-20 2021-03-02 东风汽车集团有限公司 燃料电池低温吹扫控制、系统及存储介质
CN112864425A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 恒大新能源技术(深圳)有限公司 一种燃料电池冷启动装置及其方法
CN113629269A (zh) * 2021-07-28 2021-11-09 同济大学 一种燃料电池系统及其低温启动控制方法
CN113839068A (zh) * 2021-09-29 2021-12-24 北京亿华通科技股份有限公司 一种燃料电池电堆的停机吹扫方法及装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4894994B2 (ja) * 2005-08-09 2012-03-14 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US9070921B2 (en) * 2012-03-27 2015-06-30 GM Global Technology Operations LLC Subzero ambient shutdown purge operating strategy for PEM fuel cell system
US8900766B2 (en) * 2012-09-28 2014-12-02 GM Global Technology Operations LLC Automated cold storage protection for a fuel cell system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012001947A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-08 Daimler Ag Verfahren zur Optimierung der Betriebsstrategie eines Niedrigtemperatur-Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug und hierfür angepasstes Fahrzeug
CN112864425A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 恒大新能源技术(深圳)有限公司 一种燃料电池冷启动装置及其方法
CN111082104A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 中国汽车技术研究中心有限公司 一种燃料电池停车吹扫控制方法
CN112366336A (zh) * 2020-10-14 2021-02-12 广东国鸿氢能科技有限公司 一种用于质子交换膜燃料电池的吹扫方法及系统
CN112436164A (zh) * 2020-11-20 2021-03-02 东风汽车集团有限公司 燃料电池低温吹扫控制、系统及存储介质
CN113629269A (zh) * 2021-07-28 2021-11-09 同济大学 一种燃料电池系统及其低温启动控制方法
CN113839068A (zh) * 2021-09-29 2021-12-24 北京亿华通科技股份有限公司 一种燃料电池电堆的停机吹扫方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114614050A (zh) 2022-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5017783B2 (ja) 燃料電池システム
US11043682B2 (en) Method to detect fuel cell gas leak
CN103715440A (zh) 燃料电池系统的自动冷藏保护
Han et al. Experimental analysis of performance degradation of 3-cell PEMFC stack under dynamic load cycle
CN106549176A (zh) Gen2阳极氢气浓度估算的验证和校正
CN114373965B (zh) 一种基于机理模型的燃料电池寿命预测方法
Chen et al. Whole life cycle performance degradation test and RUL prediction research of fuel cell MEA
CN111063920A (zh) 一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法
CN115986172A (zh) 一种用于氢燃料电池的监测系统及方法
JP2016127029A (ja) 燃料電池システムにおける検出されたリークを検証するためのシステムおよび方法
CN114614050B (zh) 燃料电池吹扫方法、装置、终端设备及介质
CN114649550B (zh) 燃料电池寿命预测方法、燃料电池系统、车辆和存储介质
CN116154227B (zh) 车辆用燃料电池的排水控制方法和车辆
Jacome et al. A review of model-based prognostic for proton exchange membrane fuel cell under automotive load cycling
Tang et al. Adaptive state-of-health temperature sensitivity characteristics for durability improvement of PEM fuel cells
CN112701334A (zh) 电堆中膜电极阴阳极颠倒的诊断方法
CN114976150B (zh) 燃料电池电堆中单电池泄露检测方法、装置、设备及介质
CN114824373B (zh) 一种仿真试验联合的燃料电池性能优化方法、装置及设备
CN116231013A (zh) 燃料电池故障嵌入模型的建立方法
JP6722122B2 (ja) 触媒被毒判定用プログラム、燃料電池エージング用プログラム、及び燃料電池システム
Wu et al. Methods for estimating the accumulated nitrogen concentration in anode of proton exchange membrane fuel cell stacks based on back propagation neural network
CN117154154B (zh) 阴极吹扫时间确定方法、装置、电子设备及燃料电池
JP6923708B2 (ja) 燃料電池エージング用プログラム、及び燃料電池システム
JP2019175798A (ja) 燃料電池発電設備の劣化診断方法
CN114792829B (zh) 一种燃料电池的缺陷检测方法和装置

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