CN114725450B - 一种氢燃料电池氢气排放控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料电池氢气排放控制方法,涉及燃料电池技术领域,包括以下步骤:步骤S10,标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;步骤S20,根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。本发明可以精准控制氢气排放量,一方面能防止氢气杂质气体以及多余水蒸气积累造成氢燃料电池性能下降,另一方面防止过高频率的氢气排放,提高氢气利用率。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,特别涉及一种氢燃料电池氢气排放控制方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池工作原理是氢气及氧气在催化剂的催化作用下发生氧化还原反应,产生电荷转移,并释放热量。氢气进入燃料电池内部后无法100%全部参与反应,仍有大量氢气未参与反应,为提高氢气利用率一般采用氢气循环使用模式,即未完全参与反应的氢气通过外部管路达到氢气入口处再次进入氢燃料电池内部进行再循环,这样不仅可以提高氢气利用率同时利用氢气循环携带的水对氢气进行加湿。
现在氢燃料电池时使用的氢气中有少量的杂质气体,在氢气循环过程中,氢气中的杂质因为不能参与反应而在燃料电池系统中逐渐积累,导致氢气浓度降低而且有些杂质气体对催化剂活性有影响,此外阴极反应生成的水也会渗透入阳极并积累,运行一段时间后多余的水会阻碍氢气与反应介质的接触。
为解决此问题,现有技术一般采用在氢气循环回路上设置氢气排放阀,对循环氢气进行间歇性脉冲排,以达到防止出现杂质气体以及多余水积累造成氢燃料电池性能下降问题。
现有技术采用固定频率排放氢气,但是对于不同特性不同结构的氢燃料电池,其氢气排放的频率无法确定,排放频率过快会导致氢气利用率降低,并且过高浓度的氢气排放会导致安全问题;而过低频率的排放会导致杂质气体不能及时排放,导致氢燃料电池的性能下降甚至导致氢燃料电池内部催化剂失效而导致氢燃料电池报废。
发明内容
本发明实施例提供一种氢燃料电池氢气排放控制方法,其能解决现有技术难以准确控制氢气排放量的技术问题。
本发明实施例提供了一种氢燃料电池氢气排放控制方法,包括以下步骤:
标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
在氢燃料电池的怠速功率至峰值功率之间从小到大依次设定若干个标定功率;
关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至一个标定功率,并以该标定功率恒功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时;
当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
依此类推,替换标定功率,记录氢燃料电池在若干个标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
一些实施例中,所述标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
设定若干个标定加载速率;
关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至一个标定功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时;
当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
依此类推,替换标定功率和标定加载速率,记录氢燃料电池在若干个变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
一些实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以一个介于两个标定加载速率之间的加载速率变功率运行时,选取该两个标定加载速率中速率值较大的标定加载速率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以一个介于两个标定加载速率之间的加载速率进行功率加载,变功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率、该两个标定加载速率中加载速率值较大的标定加载速率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
一些实施例中,所述标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
将氢气储罐、第一调压阀、第一电磁阀、第一流量计、氢气喷射阀连接后与氢燃料电池的氢气进口依次连接,将水气分离器的进口与氢燃料电池的氢气出口连接、水气分离器的第一出口与氢气循环泵的进口连接,将氢气循环泵的出口与氢气喷射阀连接,将阻火器、氢气浓度检测仪、流量调节阀、第二调压阀、干燥器、第二电磁阀与水气分离器的第一出口依次连接,将阻火器、第二流量计、氢气排放阀与水气分离器的第一出口依次连接。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括:
本发明实施例提供了一种氢燃料电池氢气排放控制方法,通过对氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻进行标定,再根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭,本发明实施例可以精准控制氢气排放量,一方面能防止氢气杂质气体以及多余水蒸气积累造成氢燃料电池性能下降,另一方面防止过高频率的氢气排放,提高氢气利用率。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种氢燃料电池氢气排放控制方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种氢燃料电池氢气排放控制方法实施步骤S10的原理示意图;
图3为本发明实施例提供的一种氢燃料电池氢气排放控制方法实施步骤S20的流程示意图;
图中:1、氢气储罐;2、第一调压阀;3、第一电磁阀;4、第一流量计;5、氢气喷射阀;6、氢燃料电池;7、水气分离器;8、氢气循环泵;9、阻火器;10、氢气浓度检测仪;11、流量调节阀;12、第二调压阀;13、干燥器;14、第二电磁阀;15、第二流量计;16、氢气排放阀;17、第三电磁阀;18、排水管路;19、压力传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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的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。
本发明实施例提供了一种氢燃料电池氢气排放控制方法,其能解决现有技术难以准确控制氢气排放量的技术问题。
参见图1所示,本发明实施例提供了一种氢燃料电池氢气排放控制方法,包括以下步骤:
步骤S10,标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
步骤S20,根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
本发明实施例中的氢燃料电池氢气排放控制方法,通过对氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻进行标定,再根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭,本发明实施例可以精准控制氢气排放量,一方面能防止氢气杂质气体以及多余水蒸气积累造成氢燃料电池性能下降,另一方面防止过高频率的氢气排放,提高氢气利用率。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
在氢燃料电池的怠速功率至峰值功率之间从小到大依次设定若干个标定功率。
关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至一个标定功率,并以该标定功率恒功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时。
当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
依此类推,替换标定功率,记录氢燃料电池在若干个标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
具体地,参见图2所示,将氢气储罐1、第一调压阀2、第一电磁阀3、第一流量计4、氢气喷射阀5连接后与氢燃料电池6的氢气进口依次连接,将水气分离器7的进口与氢燃料电池6的氢气出口连接、水气分离器7的第一出口与氢气循环泵8的进口连接,将氢气循环泵8的出口与氢气喷射阀5连接,将阻火器9、氢气浓度检测仪10、流量调节阀11、第二调压阀12、干燥器13、第二电磁阀14与水气分离器7的第一出口依次连接,将阻火器9、第二流量计15、氢气排放阀16与水气分离器7的第一出口依次连接。
正常使用时,循环泵8将氢燃料电池6的氢气出口(阴极)的氢气循环到氢气喷射阀5再进入氢燃料电池6的氢气进口(阳极),实现氢气的重复利用。但是,随着时间推移,在氢气循环过程中,氢气中的杂质因为不能参与反应而在氢燃料电池6中逐渐积累,导致氢气浓度降低而且有些杂质气体对催化剂活性有影响,同时氢气中水蒸汽也会升高,随氢气渗透入氢燃料电池6的氢气进口,会阻碍氢气与反应介质的接触。为此,本发明实施例在水气分离器7的第一出口处设置两条支路,一路由阻火器9、氢气浓度检测仪10、流量调节阀11、第二调压阀12、干燥器13、第二电磁阀14与水气分离器7的第一出口依次连接,用于检测循环氢气的浓度,一路由阻火器9、第二流量计15、氢气排放阀16与水气分离器7的第一出口连接,用于氢气排放。另外,本发明实施例还设有第三电磁阀17和排水管路18,第三电磁阀17和排水管路18依次与水气分离器7的第二出口连接,排出部分水分,降低氢气中水蒸气浓度。第一流量计4和氢气喷射阀5之间还设有压力传感器19。
在氢燃料电池的怠速功率至峰值功率之间从小到大依次设定若干个标定功率,例如10个标定功率P0~P9。关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至标定功率P0,并以该标定功率恒功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时。当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻t01和关闭时刻t02。例如,初始浓度可为99.99%,预设阈值浓度可为99.90%。依此类推,替换标定功率,记录氢燃料电池在10个标定功率P0~P9恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻ti1和关闭时刻ti2,i取0~9。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
设定若干个标定加载速率,关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至一个标定功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时。
当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
依此类推,替换标定功率和标定加载速率,记录氢燃料电池在若干个变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
具体地,设定若干个标定加载速率,例如V0~V3,关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至标定功率P0,并以标定加载速率变功率V0运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时。当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻t001和关闭时刻t002。依此类推,替换标定功率和标定加载速率,记录氢燃料电池在10个标定功率P0~P9和4个标定加载速率V0~V3变功率运行下氢气排放阀的开启时刻tij1和关闭时刻tij2,i取0~9,j取0~3。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
具体地,参见图3所示,若氢燃料电池的当前工况为标定功率P0,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻t01和关闭时刻t02,控制氢气排放阀的开启和关闭。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
具体地,参见图3所示,若氢燃料电池的当前工况为功率Pa,Pa为介于两个标定功率P0、P1(P0<P1)之间的一个功率,并以该当前工况Pa恒功率运行或减功率运行时,选取标定功率P1,根据记录的在标定功率P1恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻t11和关闭时刻t12,控制氢气排放阀的开启和关闭。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
具体地,参见图3所示,若氢燃料电池的当前工况为标定功率P0,并以一个标定加载速率V0变功率运行时,根据记录的在该标定功率P0和标定加载速率V0变功率运行下氢气排放阀的开启时刻t001和关闭时刻t002,控制氢气排放阀的开启和关闭。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭;
具体地,参见图3所示,若氢燃料电池的当前工况为功率Pa,Pa为介于两个标定功率P0、P1(P0<P1)之间的一个功率,并以一个标定加载速率V0变功率运行时,选取标定功率P1,根据记录的在该标定功率P1和标定加载速率V0变功率运行下氢气排放阀的开启时刻t101和关闭时刻t102,控制氢气排放阀的开启和关闭。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以一个介于两个标定加载速率之间的加载速率变功率运行时,选取该两个标定加载速率中速率值较大的标定加载速率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
具体地,参见图3所示,若氢燃料电池的当前工况为标定功率P0,并以一个介于两个标定加载速率V0、V1之间的加载速率Va变功率运行时,选取标定加载速率V1,根据记录的在该标定功率P0和标定加载速率V1变功率运行下氢气排放阀的开启时刻t011和关闭时刻t012,控制氢气排放阀的开启和关闭。
作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以一个介于两个标定加载速率之间的加载速率进行功率加载,变功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率、该两个标定加载速率中加载速率值较大的标定加载速率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
具体地,参见图3所示,若氢燃料电池的当前工况为功率Pa,Pa为介于两个标定功率P0、P1(P0<P1)之间的一个功率,并以一个介于两个标定加载速率V0、V1之间的加载速率Va变功率运行时,选取标定功率P1和标定加载速率V1,根据记录的在该标定功率P1和标定加载速率V1变功率运行下氢气排放阀的开启时刻t111和关闭时刻t112,控制氢气排放阀的开启和关闭。
需要说明的是,参见图3所示,一般情况下氢燃料电池在实际工况中很难是一直恒功率或者变功率。为此,通常是间隔预设时间获取一次氢燃料电池的实际功率重复进行上述功率判断。例如,可以在氢气排放阀完成一次开启和关闭流程后再获取一次氢燃料电池的实际功率,并同时将氢气排放阀的控制时间归零,依此类推。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是,在本发明中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭;
所述标定氢燃料电池在恒功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
在氢燃料电池的怠速功率至峰值功率之间从小到大依次设定若干个标定功率;
关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至一个标定功率,并以该标定功率恒功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时;
当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
依此类推,替换标定功率,记录氢燃料电池在若干个标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
所述标定氢燃料电池在变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
设定若干个标定加载速率;
关闭氢气排放阀,将氢燃料电池加载至一个标定功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,记录氢燃料电池氢气的初始浓度并开始计时;
当氢气的浓度达到预设阈值浓度时开启氢气排放阀,直至氢气的浓度恢复至初始浓度时关闭氢气排放阀,记录氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻;
依此类推,替换标定功率和标定加载速率,记录氢燃料电池在若干个变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻。
2.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
3.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以该当前工况恒功率运行或减功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率,根据记录的在该标定功率恒功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
4.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
5.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以一个标定加载速率变功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
6.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为一个标定功率,并以一个介于两个标定加载速率之间的加载速率变功率运行时,选取该两个标定加载速率中速率值较大的标定加载速率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
7.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述根据氢燃料电池的实际工况和标定的氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭的步骤,还包括:
若氢燃料电池的当前工况为介于两个标定功率之间的一个功率,并以一个介于两个标定加载速率之间的加载速率进行功率加载,变功率运行时,选取该两个标定功率中功率值较大的标定功率、该两个标定加载速率中加载速率值较大的标定加载速率,根据记录的在该标定功率和标定加载速率变功率运行下氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻,控制氢气排放阀的开启和关闭。
8.如权利要求1所述的氢燃料电池氢气排放控制方法,其特征在于,所述标定氢燃料电池在恒功率和变功率运行下的氢气排放阀的开启时刻和关闭时刻的步骤,包括:
将氢气储罐(1)、第一调压阀(2)、第一电磁阀(3)、第一流量计(4)、氢气喷射阀(5)连接后与氢燃料电池(6)的氢气进口依次连接,将水气分离器(7)的进口与氢燃料电池(6)的氢气出口连接、水气分离器(7)的第一出口与氢气循环泵(8)的进口连接,将氢气循环泵(8)的出口与氢气喷射阀(5)连接,将阻火器(9)、氢气浓度检测仪(10)、流量调节阀(11)、第二调压阀(12)、干燥器(13)、第二电磁阀(14)与水气分离器(7)的第一出口依次连接,将阻火器(9)、第二流量计(15)、氢气排放阀(16)与水气分离器(7)的第一出口依次连接。
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