CN115548393A - 燃料电池性能恢复方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种燃料电池性能恢复方法、装置和系统，属于燃料电池技术领域。该方法包括：获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值；在所述第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况；在所述第一总谐波失真值大于所述目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况；其中，所述第一性能恢复工况为向所述目标燃料电池施加脉冲电流，所述第二性能恢复工况为向所述目标燃料电池的阳极输送混合气体，所述混合气体包括燃料气和氧气。该方法通过分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
Description
技术领域
本申请属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池性能恢复方法、装置和系统。
背景技术
燃料电池是将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置，电化学反应清洁、完全，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的能源动力装置。
商业化质子交换膜的燃料电池膜电极催化剂以铂催化剂为主，在燃料电池的运行过程中，阴极侧空气中的CO2容易通过跨膜传输的方式，在阳极与H2和铂反应生成CO，毒化燃料电池阳极侧的铂催化剂，从而造成阳极反应速率下降，燃料电池性能衰减。
毒化的燃料电池阳极侧的铂催化剂的恢复，对保证燃料电池的转换效率，延长燃料电池使用寿命至关重要，目前大多采用固定恢复模式的方式进行毒化燃料电池的恢复，该方式对不同燃料电池的针对性差，恢复效果有限。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种燃料电池性能恢复方法、装置和系统，分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
第一方面，本申请提供了一种燃料电池性能恢复方法，该方法包括：
获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值；
在所述第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况；
在所述第一总谐波失真值大于所述目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况；
其中，所述第一性能恢复工况为向所述目标燃料电池施加脉冲电流，所述第二性能恢复工况为向所述目标燃料电池的阳极输送混合气体，所述混合气体包括燃料气和氧气。
根据本申请的燃料电池性能恢复方法，通过总谐波失真的测量结果来进行确定燃料电池的性能恢复策略，轻微毒化时，采用第一性能恢复工况的在线恢复策略，毒化严重时，采用第二性能恢复工况的离线恢复策略，分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
根据本申请的一个实施例，所述控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况，包括：
控制所述目标燃料电池进入额定工况；
在所述目标燃料电池的单体电压方差小于第一目标值的情况下，控制所述目标燃料电池的空气压力达到第二目标值；
向所述目标燃料电池施加目标脉冲电流。
根据本申请的一个实施例，所述目标脉冲电流的占空比为1％-5％。
根据本申请的一个实施例，所述控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况，包括：
向所述目标燃料电池的阴极输送惰性保护气体，并向所述目标燃料电池输送目标流量的冷却液，所述目标流量大于所述目标燃料电池额定工况下的冷却液流量；
向所述目标燃料电池的阳极输送包括所述混合气体，所述混合气体中所述燃料气的浓度小于所述燃料气对应的爆炸极限。
根据本申请的一个实施例，所述混合气体包括氢气和氧气，所述燃料气为氢气，所述混合气体的氧气体积比为1％-3％。
根据本申请的一个实施例，在所述获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值之前，所述方法还包括：
获取所述目标燃料电池的高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值；
在所述高频阻抗值不变，所述传质阻抗值不变，且所述电荷迁移阻抗值增大的情况下，确定所述目标燃料电池的催化剂氧化或毒化；
获取所述目标燃料电池的第二总谐波失真值；
在所述第二总谐波失真值持续增大的情况下，确定所述目标燃料电池毒化。
第二方面，本申请提供了一种燃料电池性能恢复装置，该装置包括：
获取模块，用于获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值；
第一处理模块，用于在所述第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况；
第二处理模块，用于在所述第一总谐波失真值大于所述目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况；
其中，所述第一性能恢复工况为向所述目标燃料电池施加脉冲电流，所述第二性能恢复工况为向所述目标燃料电池的阳极输送混合气体，所述混合气体包括燃料气和氧气。
第三方面，本申请提供了一种燃料电池性能恢复系统，包括：
激励模块，所述激励模块与目标燃料电池的阳极连接，所述激励模块用于对目标燃料电池施加激励信号；
燃料电池巡检控制器，所述燃料电池巡检控制器的第一端与所述激励模块连接，第二端与所述目标燃料电池的阳极连接，所述燃料电池巡检控制器用于获取所述目标燃料电池的总谐波失真；
性能恢复系统控制器，所述性能恢复系统控制器与所述目标燃料电池、所述激励模块和所述燃料电池巡检控制器，所述性能恢复系统控制器用于基于上述的燃料电池性能恢复方法，恢复已毒化的所述目标燃料电池。
第四方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的燃料电池性能恢复方法。
第五方面，本申请提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的燃料电池性能恢复方法。
第六方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的燃料电池性能恢复方法。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
通过总谐波失真的测量结果来进行确定燃料电池的性能恢复策略，轻微毒化时，采用第一性能恢复工况的在线恢复策略，毒化严重时，采用第二性能恢复工况的离线恢复策略，分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
进一步的，通过电池阻抗测量和总谐波失真测量的结果，对目标燃料电池进行诊断，区分不同类型的失效状态，排除膜干、欠气和阴极催化剂被氧化等其他类型的失效状态，确定目标燃料电池的阳极催化剂被毒化。
本申请的附加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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施例提供的燃料电池性能恢复方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的燃料电池性能恢复系统的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的目标燃料电池毒化诊断的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的第一性能恢复工况的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的第二性能恢复工况的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的燃料电池性能恢复装置的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
附图标记：
目标燃料电池的阳极210，目标燃料电池的阴极220；
燃料电池巡检控制器230，激励模块240，动力电池250，第一背压阀261，第二背压阀262；
冷却液泵271，第一氢浓度传感器272，第二氢浓度传感器273，氢气阀274。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的燃料电池性能恢复方法、装置和系统进行详细地说明。
其中，燃料电池性能恢复方法可应用于终端，具体可由，终端中的硬件或软件执行。
该终端包括但不限于具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话或平板电脑等便携式通信设备。还应当理解的是，在某些实施例中，该终端可以不是便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。
以下各个实施例中，描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而，应当理解的是，终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。
本申请实施例提供的燃料电池性能恢复方法，该燃料电池性能恢复方法的执行主体可以为电子设备或者电子设备中能够实现该燃料电池性能恢复方法的功能模块或功能实体，本申请实施例提及的电子设备包括但不限于手机、平板电脑和电脑等，下面以电子设备作为执行主体为例对本申请实施例提供的燃料电池性能恢复方法进行说明。
如图1所示，该燃料电池性能恢复方法包括：步骤110、步骤120和步骤130。
步骤110、获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值。
在该步骤中，目标燃料电池为已毒化状态，目标燃料电池已毒化指的是目标燃料电池阳极侧的催化剂被CO2或其他物质毒化，目标燃料电池阳极侧的催化剂可以为铂催化剂。
总谐波失真(Total Harmonic Distortion，THD)指输出信号比输入信号多出的谐波成分。
在实际执行中，获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值，可以向已毒化的目标燃料电池施加一个或多个高频的激励信号，以及一个或多个低频的激励信号，采集目标燃料电池在高频激励和低频激励下的电压信号，根据高频激励和低频激励下的电压信号计算响应电压的第一总谐波失真值。
在一些实施例中，可以将激励信号的频率范围设置为100Hz-1000Hz，例如，向已毒化的目标燃料电池施加一个或多个1000Hz的激励信号，以及一个或多个100Hz的激励信号，根据高频激励和低频激励下的电压信号计算响应电压的第一总谐波失真值。
在一些实施例中，可以将激励信号的激励幅值设置为5％-20％，增大激励幅值，可以有效减少噪声对总谐波失真结果的影响。
下面介绍一个具体的实施例。
如图2所示，燃料电池巡检控制器230控制激励模块240向已毒化的目标燃料电池的阳极210施加一个或多个高频的激励信号，以及一个或多个低频的激励信号，燃料电池巡检控制器230采集目标燃料电池在高频激励和低频激励下的电压信号，根据电压信号计算得到已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值。
步骤120、在第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制目标燃料电池切换至第一性能恢复工况。
步骤130、在第一总谐波失真值大于目标阈值的情况下，控制目标燃料电池切换至第二性能恢复工况。
其中，第一性能恢复工况为向目标燃料电池施加脉冲电流，第二性能恢复工况为向目标燃料电池的阳极210输送混合气体，混合气体包括燃料气和氧气。
在该实施例中，通过已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值，判断目标燃料电池阳极催化剂的毒化程度，根据阳极催化剂的毒化程度的不同采用不同类型的恢复策略，控制目标燃料电池切换至不同的性能恢复工况，以恢复目标燃料电池的性能，降低目标燃料电池阳极催化剂的毒化程度。
当已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值小于或等于目标阈值时，表明已毒化的目标燃料电池的阳极210催化剂的毒化程度较轻，可以采用向目标燃料电池施加脉冲电流的第一性能恢复工况进行性能恢复。
当已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值大于目标阈值时，表明已毒化的目标燃料电池的阳极210催化剂的毒化程度较重，可以采用目标燃料电池的阳极210输送燃料气的第二性能恢复工况进行性能恢复。
其中，目标阈值是预先设置的用于判断目标燃料电池的阳极210催化剂毒化程度的临界值，可以根据实验测量得到。
需要说明的是，第一性能恢复工况下，目标燃料电池无需停机，目标燃料电池在线进行性能恢复；第二性能恢复工况下，目标燃料电池需要停机，目标燃料电池离线进行性能恢复。
根据本申请实施例提供的燃料电池性能恢复方法，通过总谐波失真的测量结果来进行确定燃料电池的性能恢复策略，轻微毒化时，采用第一性能恢复工况的在线恢复策略，毒化严重时，采用第二性能恢复工况的离线恢复策略，分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
在一些实施例中，步骤120中控制目标燃料电池切换至第一性能恢复工况，可以包括：
控制目标燃料电池进入额定工况；
在目标燃料电池的单体电压方差小于第一目标值的情况下，控制目标燃料电池的空气压力达到第二目标值；
向目标燃料电池施加目标脉冲电流。
在该实施例中，在向已毒化的目标燃料电池施加目标脉冲电流前，需要将控制目标燃料电池进入额定工况，保证目标燃料电池的单体电压方差小于预先设定的第一目标值，再控制目标燃料电池的空气压力达到预先设置的第二目标值，保证已毒化的目标燃料电池通过目标脉冲电流进行性能恢复的安全性。
在一些实施例中，目标脉冲电流的占空比可以为1％-5％。
占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
在该实施例中，第一性能恢复工况所使用的目标脉冲电流的占空比可以为1％-5％。
例如，可以向已毒化的目标燃料电池施加占空比为2％的目标脉冲电流，进行性能恢复，降低已毒化的目标燃料电池的阳极210催化剂的毒化程度。
下面介绍一个具体的第一性能恢复工况的在线恢复流程。
如图4所示，根据已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值，确定需要切换至第一性能恢复工况进行性能恢复。
进入在线恢复模式，其中，在线恢复模式对应第一性能恢复工况。
等待已毒化的目标燃料电池的各个电堆都进入额定状态，也即目标燃料电池进入额定工况。
判断目标燃料电池的每个电堆的单体电压方差是否小于第一目标值U。
单体电压方差大于或等于第一目标值U时，退出在线恢复模式，并发出对应的错误码。
单体电压方差小于第一目标值U时，增加空气压力，控制目标燃料电池的空气压力达到预先设置的第二目标值，
向目标燃料电池施加大电流低电位脉冲，即目标脉冲电流，进行性能恢复，施加大电流低电位脉冲持续n分钟后退出，结束第一性能恢复工况。
需要说明的是，向目标燃料电池施加的大电流低电位脉冲需要保证其最低电压大于预设值W，实现最低电压保护，当大电流低电位脉冲的最低电压小于或等于预设值W时，退出在线恢复模式，并发出对应的错误码。
在一些实施例中，控制目标燃料电池切换至第二性能恢复工况，包括：
向目标燃料电池的阴极220输送惰性保护气体，并向目标燃料电池输送目标流量的冷却液，目标流量大于目标燃料电池额定工况下的冷却液流量；
向目标燃料电池的阳极210输送混合气体，混合气体中燃料气的浓度小于该燃料气对应的爆炸极限。
在该实施例中，目标燃料电池进入离线的第二性能恢复工况，即目标燃料电池在停机的状态下进入第二性能恢复工况。
向目标燃料电池的阴极220输送惰性保护气体，对目标燃料电池的阴极220进行保护。
向目标燃料电池输送目标流量的冷却液，目标流量大于目标燃料电池额定工况下的冷却液流量，切换至第二性能恢复工况进行性能恢复，需要提前增大冷却液流量。
可以理解的是，向目标燃料电池的阳极210输送包括燃料气和氧气的混合气体，燃料气是可以反应放热的气体，例如，氢气等，在燃料气体里掺入一定比例的氧气，使掺杂的氧气与吸附在催化剂表面CO进行反应，使得阳极210催化剂的毒化快速恢复。
向目标燃料电池的阳极210输送燃料气和氧气，燃料气与氧气进行反应放出大量热量，第二性能恢复工况下，增大冷却液流量，控制目标燃料电池的温度，避免目标燃料电池在毒化恢复过程过度发热，有效保护目标燃料电池的阳极210和阴极。
在一些实施例中，混合气体包括氢气和氧气，燃料气为氢气，混合气体的氧气体积比为1％-3％。
混合气体的氧气体积比为1％-3％，混合气体中氢气的浓度小于氢气对应的爆炸极限，向目标燃料电池的阳极210输送的混合气体无爆炸风险。
在该实施例中，将混合气体的氧气体积比设置为1％-3％，保证混合气体中的氢气对目标燃料电池的阳极210有较好的恢复效果，同时保证氢氧反应的放热在一定范围内，不会对目标燃料电池的阴极220或阳极的催化剂造成影响。
需要说明的是，向目标燃料电池的阳极210输送氢气的混合气体，需要设置氢气尾气检测的装置，进行安全保护，防止达到氢爆炸极限造成危险。
下面介绍一个具体的第二性能恢复工况的在线恢复流程。
如图5所示，根据已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值，确定需要切换至第二性能恢复工况进行性能恢复。
进入离线恢复模式，其中，离线恢复模式对应第二性能恢复工况。
在目标燃料电池的阴极220侧输送惰性保护气进行保护，增大冷却液流量。
向目标燃料电池的阳极210输送氢气，并开启对应阀门，输送少量氧气，即向目标燃料电池的阳极210输送氢气和氧气混合的混合气体。
其中，混合气体的氧气体积比可以为1％-3％。
监测输送目标燃料电池的阳极210的混合气体中氢气浓度，控制阀门使得混合气体的氢氧掺杂浓度处于安全范围。
在保证混合气体的氢浓度低于氢气对应的爆炸极限的前提下，向目标燃料电池的阳极210输送氢气和氧气混合的混合气体，持续n分钟后退回，结束第二性能恢复工况。
需要说明的是，当混合气体的氢浓度达到氢气对应的爆炸极限时，退出离线恢复模式，并发出对应的错误码。
在一些实施例中，在步骤110、获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值之前，燃料电池性能恢复方法还包括：
获取目标燃料电池的高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值；
在高频阻抗值不变，传质阻抗值不变，且电荷迁移阻抗值增大的情况下，确定目标燃料电池的催化剂氧化或毒化；
获取目标燃料电池的第二总谐波失真值；
在第二总谐波失真值持续增大的情况下，确定目标燃料电池毒化。
在该实施例中，对于未知状态的目标燃料电池，通过目标燃料电池的高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值，判断目标燃料电池是否失效，目标燃料电池的失效状态可以包括阴极催化剂被氧化或者阳极催化剂被毒化。
当目标燃料电池的高频阻抗值不变，传质阻抗值不变，且电荷迁移阻抗值增大的情况下，确定目标燃料电池失效，再获取已失效的目标燃料电池的第二总谐波失真值，判断已失效的目标燃料电池是阴极催化剂被氧化或是阳极催化剂被毒化。
在该实施例中，通过电池阻抗测量和总谐波失真测量的结果，对目标燃料电池进行诊断，区分不同类型的失效状态，排除膜干、欠气和阴极催化剂被氧化等其他类型的失效状态，确定目标燃料电池的阳极210催化剂被毒化。
当目标燃料电池的高频阻抗值增大时，可以诊断目标燃料电池出现膜干现象；当目标燃料电池的传质阻抗值增大时，可以诊断目标燃料电池出现欠气现象。
在该实施例中，通过高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值三种阻抗的变化缩小范围，排除膜干和欠气，确定目标燃料电池的催化剂氧化或毒化。
在实际执行中，可以向未知状态的目标燃料电池施加一个或多个高频的激励信号，以及一个或多个低频的激励信号，采集目标燃料电池在高频激励和低频激励下的电压信号和电流信号，根据高频激励和低频激励下的电压信号和电流信号，计算高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值等阻抗值。
相应的，根据高频激励和低频激励下的电压信号计算响应电压的第二总谐波失真值。
下面介绍一个具体的在线诊断流程。
如图3所示，计数器计数T，恢复完成后，计数器计数T进行初始化。
等待目标燃料电池的各个电堆进入额定工况，测量高频激励和低频激励下的多平点阻抗，并进行相关系数拟合，得到高频阻抗值(Rhf)、传质阻抗值(Rmt)和电荷迁移阻抗值(Rct)等阻抗值。
当Rhf或Rmt增大时，诊断目标燃料电池膜干或欠气。
Rhf、Rmt以及Rct不变时，表明目标燃料电池的运行正常。
当Rhf和Rmt不变，且Rct增大时，判断目标燃料电池是阴极催化剂被氧化或是阳极催化剂被毒化。
进行高频总谐波失真(THD)测量，连续获取多个第二总谐波失真值，在第二总谐波失真值持续增大的情况下，确定目标燃料电池阳极催化剂被一氧化碳(CO)毒化。
当第二总谐波失真值不变时，可以确定目标燃料电池阴极催化剂被氧化。
测量已毒化的目标燃料电池的THD值，即第一总谐波失真值。当a<THD值<b，调用在线恢复策略，即切换至第一性能恢复工况，持续n分钟后，复测THD值，当THD值≤a时，表明性能恢复完成，将T初始化。
其中，a为目标燃料电池阳极催化剂未毒化的界限值，b为判断目标燃料电池阳极催化剂的毒化程度的目标阈值。
测量已毒化的目标燃料电池的THD值，即第一总谐波失真值。当b<THD值，提醒用户进行保养，调用离线恢复策略，即切换至第二性能恢复工况，性能恢复完成，将T初始化。
需要说明的是，采用在线恢复策略进行恢复后，即切换至第一性能恢复工况，持续n分钟后，复测THD值，当THD值＞a时，表明在线恢复策略的恢复效果有限，提醒用户进行保养，调用离线恢复策略进行性能恢复。
本申请实施例提供的燃料电池性能恢复方法，执行主体可以为燃料电池性能恢复装置。本申请实施例中以燃料电池性能恢复装置执行燃料电池性能恢复方法为例，说明本申请实施例提供的燃料电池性能恢复装置。
本申请实施例还提供一种燃料电池性能恢复装置。
如图6所示，该燃料电池性能恢复装置包括：
获取模块610，用于获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值；
第一处理模块620，用于在第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制目标燃料电池切换至第一性能恢复工况；
第二处理模块630，用于在第一总谐波失真值大于目标阈值的情况下，控制目标燃料电池切换至第二性能恢复工况；
其中，第一性能恢复工况为向目标燃料电池施加脉冲电流，第二性能恢复工况为向目标燃料电池的阳极210输送混合气体，混合气体包括燃料气和氧气。
根据本申请实施例提供的燃料电池性能恢复装置，通过总谐波失真的测量结果来进行确定燃料电池的性能恢复策略，轻微毒化时，采用第一性能恢复工况的在线恢复策略，毒化严重时，采用第二性能恢复工况的离线恢复策略，分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
在一些实施例中，第一处理模块620用于控制目标燃料电池进入额定工况；
在目标燃料电池的单体电压方差小于第一目标值的情况下，控制目标燃料电池的空气压力达到第二目标值；
向目标燃料电池施加目标脉冲电流。
在一些实施例中，目标脉冲电流的占空比为1％-5％。
在一些实施例中，第二处理模块630用于向目标燃料电池的阴极220输送惰性保护气体，并向目标燃料电池输送目标流量的冷却液，目标流量大于目标燃料电池额定工况下的冷却液流量；
向目标燃料电池的阳极210输送混合气体，混合气体中燃料气的浓度小于燃料气对应的爆炸极限。
在一些实施例中，混合气体包括氢气和氧气，燃料气为氢气，混合气体的氧气体积比为1％-3％。
在一些实施例中，获取模块610还用于获取目标燃料电池的高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值；在高频阻抗值不变，传质阻抗值不变，且电荷迁移阻抗值增大的情况下，确定目标燃料电池失效；获取已失效的目标燃料电池的第二总谐波失真值；在第二总谐波失真值持续增大的情况下，确定目标燃料电池毒化。
本申请实施例提供的燃料电池性能恢复装置能够实现图1至图5的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
本申请实施例还提供一种燃料电池性能恢复系统，包括：
激励模块240，激励模块240与目标燃料电池的阳极210连接，激励模块240用于对目标燃料电池施加激励信号；
燃料电池巡检控制器230，燃料电池巡检控制器230的第一端与激励模块240连接，第二端与目标燃料电池的阳极210连接，燃料电池巡检控制器230用于获取目标燃料电池的总谐波失真；
性能恢复系统控制器，性能恢复系统控制器与目标燃料电池、激励模块240和燃料电池巡检控制器230，性能恢复系统控制器用于基于上述燃料电池性能恢复方法，恢复已毒化的目标燃料电池。
根据本申请实施例提供的燃料电池性能恢复系统，通过总谐波失真的测量结果来进行确定燃料电池的性能恢复策略，轻微毒化时，采用第一性能恢复工况的在线恢复策略，毒化严重时，采用第二性能恢复工况的离线恢复策略，分阶段地对已毒化的燃料电池进行恢复，保证燃料电池毒化恢复的效果，有效延长燃料电池的使用寿命。
在一些实施例中，目标燃料电池的阳极210设有第一背压阀261，第一背压阀261的一端连接第一氢浓度传感器272，第一背压阀261可以调节尾气输出压力，第一氢浓度传感器272对目标燃料电池的阳极210进行氢气尾气检测。
在一些实施例中，目标燃料电池的阴极220设有第二背压阀262，第二背压阀262可以调节尾气输出压力。
可以理解的是，在离线恢复策略第二性能恢复工况下，目标燃料电池的阴极220输送的是保护气体，例如，氮气等，无需进行氢气尾气检测。
在一些实施例中，激励模块240用于向目标燃料电池施加激励信号，以使燃料电池巡检控制器230可以获取目标燃料电池的总谐波失真和阻抗值等参数。
在实际执行中，激励模块240可以为DC-DC模块。
激励模块240与动力电池250连接，激励模块240基于动力电池250提供的电能，向目标燃料电池施加激励信号，以使燃料电池巡检控制器230可以获取目标燃料电池的总谐波失真和阻抗值等参数；或者，激励模块240基于动力电池250提供的电能，向目标燃料电池施加脉冲。
在一些实施例中，燃料电池性能恢复系统还包括冷却液泵271，冷却液泵271用于向目标燃料电池输送冷却液，在第二性能恢复工况下输送的冷却液流量大于额定工况下的冷却液流量。
在一些实施例中，目标燃料电池的阳极210接入氢气和氧气，并设置氢气阀274，以调节氢气的流量，第二氢浓度传感器273用于检测输入目标燃料电池的阳极210的混合气体中的氢气浓度。
在一些实施例中，如图7所示，本申请实施例还提供一种电子设备700，包括处理器701、存储器702及存储在存储器702上并可在处理器701上运行的计算机程序，该程序被处理器701执行时实现上述燃料电池性能恢复方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述燃料电池性能恢复方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述燃料电池性能恢复方法。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种燃料电池性能恢复方法，其特征在于，包括：
获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值；
在所述第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况；
在所述第一总谐波失真值大于所述目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况；
其中，所述第一性能恢复工况为向所述目标燃料电池施加脉冲电流，所述第二性能恢复工况为向所述目标燃料电池的阳极输送混合气体，所述混合气体包括燃料气和氧气。
2.根据权利要求1所述的燃料电池性能恢复方法，其特征在于，所述控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况，包括：
控制所述目标燃料电池进入额定工况；
在所述目标燃料电池的单体电压方差小于第一目标值的情况下，控制所述目标燃料电池的空气压力达到第二目标值；
向所述目标燃料电池施加目标脉冲电流。
3.根据权利要求2所述的燃料电池性能恢复方法，其特征在于，所述目标脉冲电流的占空比为1％-5％。
4.根据权利要求1所述的燃料电池性能恢复方法，其特征在于，所述控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况，包括：
向所述目标燃料电池的阴极输送惰性保护气体，并向所述目标燃料电池输送目标流量的冷却液，所述目标流量大于所述目标燃料电池额定工况下的冷却液流量；
向所述目标燃料电池的阳极输送所述混合气体，所述混合气体中所述燃料气的浓度小于所述燃料气对应的爆炸极限。
5.根据权利要求4所述的燃料电池性能恢复方法，其特征在于，所述混合气体包括氢气和氧气，所述燃料气为氢气，所述混合气体的氧气体积比为1％-3％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池性能恢复方法，其特征在于，在所述获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值之前，所述方法还包括：
获取所述目标燃料电池的高频阻抗值、传质阻抗值和电荷迁移阻抗值；
在所述高频阻抗值不变，所述传质阻抗值不变，且所述电荷迁移阻抗值增大的情况下，确定所述目标燃料电池的催化剂氧化或毒化；
获取所述目标燃料电池的第二总谐波失真值；
在所述第二总谐波失真值持续增大的情况下，确定所述目标燃料电池毒化。
7.一种燃料电池性能恢复装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取已毒化的目标燃料电池的第一总谐波失真值；
第一处理模块，用于在所述第一总谐波失真值小于或等于目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第一性能恢复工况；
第二处理模块，用于在所述第一总谐波失真值大于所述目标阈值的情况下，控制所述目标燃料电池切换至第二性能恢复工况；
其中，所述第一性能恢复工况为向所述目标燃料电池施加脉冲电流，所述第二性能恢复工况为向所述目标燃料电池的阳极输送混合气体，所述混合气体包括燃料气和氧气。
8.一种燃料电池性能恢复系统，其特征在于，包括：
激励模块，所述激励模块与目标燃料电池的阳极连接，所述激励模块用于对目标燃料电池施加激励信号；
燃料电池巡检控制器，所述燃料电池巡检控制器的第一端与所述激励模块连接，第二端与所述目标燃料电池的阳极连接，所述燃料电池巡检控制器用于获取所述目标燃料电池的总谐波失真；
性能恢复系统控制器，所述性能恢复系统控制器与所述目标燃料电池、所述激励模块和所述燃料电池巡检控制器，所述性能恢复系统控制器用于基于权利要求1-6任一项所述的燃料电池性能恢复方法，恢复已毒化的所述目标燃料电池。
9.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述燃料电池性能恢复方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的燃料电池性能恢复方法。
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