CN115632142A - 一种燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，包括：将燃料电池系统的运行状态分为启动过程、正常运行过程和关机过程；在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统启动，进行启动过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间；使燃料电池系统正常运行，进行正常运行过程中的氢气吹扫时间标定，得到正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间；在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统关机，进行关机过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间。其能得到最优的氢气吹扫时间，有利于氢气吹扫控制。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法。
背景技术
燃料电池的反应物质为氢气和氧气，通过电化学反应产生电能。由于其零污染排放和高效率的特点，将燃料电池作为汽车的动力源是最具有吸引力的一类乘用车类型。燃料电池汽车工作过程中阳极氢气供应系统根据车辆的状态和操作条件提供相应的氢燃料。燃料电池汽车中阳极的氢气浓度最优控制对于提升系统的经济性和耐久性具有重要作用。通常，利用氢气浓度传感器能实现最优控制，但是由于水分会导致氢气传感器的芯片失效。目前为止，还没有车载级的氢气浓度传感器；因此合理实现基于无氢气浓度传感器的氢气吹扫控制是当前的主流方法和研究热点。
如图1所示，燃料电池系统包括氢进阀1、比例阀2、引射器3、泄压阀4、电堆5、电压巡检器6、气水分离器7、排氢排水阀8和控制器12，氢进阀1、比例阀2、引射器3、泄压阀4依次连接，形成供氢总成，且连接至电堆5的氢气入口，泄压阀4的出口通过泄压管10与排氢排水管11连接，气水分离器7的入口通过排氢总管9与电堆5的氢气出口连接，气水分离器7的第一出口与引射器3的回氢口连接，形成氢气循环反馈回路，气水分离器7的第二出口与排氢排水阀8的入口连接，排氢排水阀8的出口与排氢排水管11连接，电压巡检器6与电堆5、控制器12连接，控制器12与排氢排水阀8连接，电压巡检器用于监测电堆各片的电压情况(包括电堆的最高单体电压、最低单体电压和平均单体电压)。电压巡检器6将电堆的最低单体电压和平均单体电压发送给控制器12判断，控制器12根据实际需求控制排氢排水阀8打开/关闭；排氢排水阀8打开时，可以进行氢气吹扫和排水，将生成物水和混合氮气及水蒸气的低浓度氢气排出，避免影响电堆性能。排氢排水阀8的打开持续时间(即氢气吹扫时间)过长，会消耗过多的氢气，增加系统氢耗；排氢排水阀8的打开持续时间过短，燃料电池内部生成的水和杂质无法及时排出，会导致电堆性能下降；因此，排氢排水阀8的打开持续时间(即氢气吹扫时间)的确定十分重要。
CN111029619A公开了一种燃料电池氢气循环系统、氢气回路控制方法及排氢排水方法，其燃料电池氢气回路控制方法为：通过控制氢气循环泵的运转和停转，可实现氢气循环、防止氮气蓄积两种效果，可以同时解决提高氢气利用率、防水淹和防氮气蓄积的问题。该方案是基于氢循环泵的方式，基于无氢循环泵的架构并不适用，并且其未公开排氢排水时间(即氢气吹扫时间)如何获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，以得到最优的氢气吹扫时间。
本发明所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法包括：
将燃料电池系统的运行状态分为启动过程、正常运行过程和关机过程。
在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统启动，进行启动过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间。
使燃料电池系统正常运行，进行正常运行过程中的氢气吹扫时间标定，得到正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间。
在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统关机，进行关机过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间。
优选的，得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间的具体步骤包括：
S11、根据实际应用环境，选取不同的n个环境温度，然后执行S12。
S12、在选取的第一个环境温度下，使燃料电池系统启动，控制排氢排水阀打开，使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持第一预设时间，然后执行S13。使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持第一预设时间是为了使电堆在该电堆最小输出电流下激活其内部传质通道。
S13、以预设步长逐次增大电堆输出电流(即升载)，且每次增大完毕后保持第一预设时间，直至电堆输出电流到达预设的电堆最大输出电流的一半时为止，然后执行S14。每次增大完毕后保持第一预设时间是为了保证在当前电流密度下的电堆内部传质效果。
S14、以预设步长逐次减小电堆输出电流(即反向拉载)，且每次减小完毕后保持第一预设时间，直至电堆输出电流到达预设的电堆怠速功率对应的电堆输出电流时为止，然后执行S15。
S15、控制排氢排水阀关闭并开始计时，然后执行S16。
S16、判断是否电堆的最低单体电压满足条件一，如果是，则执行S17，否则继续执行S16。其中，条件一为：
表示当前时刻电堆的最低单体电压，
表示上一时刻电堆的最低单体电压，Δmin表示预设的电压波动下限，Δmax表示预设的电压波动上限。
S17、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于预设的电压阈值，如果是，则执行S18，否则返回执行S16。
S18、控制排氢排水阀打开并停止计时，然后执行S19。
S19、将该计时时间(即排氢排水阀从关闭到打开的持续时间)作为与该环境温度对应的启动过程中的氢气吹扫时间，然后执行S110。排氢排水阀从关闭到打开的持续时间也是电堆从启动到怠速的弛豫时间，该氢气吹扫时间充分考虑了开机过程中燃料电池系统的电堆性能活化效应。
S110、判断是否得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S111。
S111、在选取的下一个环境温度下，使燃料电池系统启动，控制排氢排水阀打开，使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持第一预设时间，然后返回执行S13。
优选的，得到正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间的具体步骤包括：
S21、根据实际使用需求，选取不同的m个电堆输出电流，然后执行S22。
S22、使燃料电池系统正常运行且电堆输出电流为选取的第一个电堆输出电流，然后执行S23。
S23、控制排氢排水阀关闭，然后执行S24。
S24、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于预设的电压阈值，如果是，则执行S25，否则继续执行S24。
S25、控制排氢排水阀打开并开始计时，然后执行S26。
S26、判断是否电堆的最低单体电压变化率小于预设的电压变化率k且持续第二预设时间，如果是，则执行S27，否则继续执行S26。
S27、控制排氢排水阀关闭并停止计时，然后执行S28。
S28、将该计时时间(即排氢排水阀从打开到关闭的持续时间)与第二预设时间之差作为与该电堆输出电流对应的氢气吹扫时间，然后执行S29。
S29、判断是否得到与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S210。
S210、使燃料电池系统正常运行且电堆输出电流为选取的下一个电堆输出电流，然后返回执行S23。
优选的，得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间的具体步骤包括：
S31、根据实际应用环境，选取不同的n个环境温度，然后执行S32。
S32、在选取的第一个环境温度下，使燃料电池系统关机，使电堆输出电流为预设的电堆最大输出电流，然后执行S33。
S33、控制排氢排水阀关闭并开始计时，然后执行S34。按照预设的电堆最大输出电流输出，电堆处于最大发电负荷状态，将产生大量的水，此时水和杂质的产生未及时排出，因此整机性能会下降。
S34、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于预设的电压阈值，如果是，则执行S35，否则继续执行S34。
S35、控制排氢排水阀打开并停止计时，然后执行S36。
S36、将该计时时间(即排氢排水阀从关闭到打开的持续时间)作为与该环境温度对应的关机过程中的氢气吹扫时间，然后执行S37。
S37、判断是否得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S38。
S38、在选取的下一个环境温度下，使燃料电池系统关机，使电堆输出电流为预设的电堆最大输出电流，然后返回执行S33。
优选的，所述预设的电压阈值为0.75V。
优选的，所述预设步长为5A/次，电堆输出电流增大/减小合理。
优选的，所述第一预设时间为20s，保持20s时间能更好的激活电堆内部传质通道。
优选的，所述预设的电压波动下限Δmin＝0.01V，所述预设的电压波动上限Δmax＝0.03V，从而限制电堆的最低单体电压波动。
优选的，所述预设的电压变化率阈值k＝0.02，所述第二预设时间为3s，其能更好的表征电堆的单体电压达到了稳定。
本发明根据燃料电池系统的运行状态(即启动过程、正常运行过程和关机过程)分别标定氢气吹扫时间，启动过程中、关机过程中的氢气吹扫时间与环境温度有关，正常运行过程中的氢气吹扫时间与电堆输出电流有关，从而得到了与这三个过程分别对应的最优的氢气吹扫时间，其能精细化保证各个过程的最优性能。实际控制时，如果需要进行氢气吹扫，则根据燃料电池系统的运行状态调用标定得到的相应的氢气吹扫时间，并基于该调用的氢气吹扫时间进行氢气吹扫控制，以将生成物水和混合氮气及水蒸气的低浓度氢气及时排出，在满足氢排放要求的同时避免了电堆性能下降，满足了燃料电池汽车的性能及经济性要求。
附图说明
图1为燃料电池系统的结构示意图。
图2为本实施例中燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法流程图。
图3为进行启动过程中的氢气吹扫时间标定的流程图。
图4为进行正常运行过程中的氢气吹扫时间标定的流程图。
图5为进行关机过程中的氢气吹扫时间标定的流程图。
具体实施方式
如图2至图5所示，本实施例中燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法包括：
第一步、将燃料电池系统的运行状态分为启动过程、正常运行过程和关机过程。
第二步、在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统启动，进行启动过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间。
如图3所示，其具体步骤包括：
S11、根据实际应用环境，选取不同的n个环境温度，然后执行S12。
S12、在选取的第一个环境温度下，使燃料电池系统启动，控制排氢排水阀8打开，使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持20s(即本实施例中第一预设时间为20s)，然后执行S13。
S13、以每次5A的步长(即本实施例中预设步长为5A/次)逐次增大电堆输出电流(即升载)，且每次增大完毕后保持20s，直至电堆输出电流到达预设的电堆最大输出电流的一半时为止，然后执行S14。
S14、以每次5A的步长逐次减小电堆输出电流(即反向拉载)，且每次减小完毕后保持20s，直至电堆输出电流到达预设的电堆怠速功率对应的电堆输出电流时为止，然后执行S15。
S15、控制排氢排水阀8关闭并开始计时，然后执行S16。
S16、判断是否电堆5的最低单体电压满足条件一，如果是，则执行S17，否则继续执行S16。其中，条件一为：
表示当前时刻电堆的最低单体电压，
表示上一时刻电堆的最低单体电压，本实施例中预设的电压波动下限Δmin＝0.01V，预设的电压波动上限Δmax＝0.03V。
S17、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于0.75V(即本实施例中预设的电压阈值为0.75V)，如果是，则执行S18，否则返回执行S16。
S18、控制排氢排水阀8打开并停止计时，然后执行S19。
S19、将该计时时间作为与该环境温度对应的启动过程中的氢气吹扫时间，然后执行S110。
S110、判断是否得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S111。
S111、在选取的下一个环境温度下，使燃料电池系统启动，控制排氢排水阀8打开，使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持20s，然后返回执行S13。
第三步、使燃料电池系统正常运行，进行正常运行过程中的氢气吹扫时间标定，得到正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间。
如图4所示，其具体步骤包括：
S21、根据实际使用需求，选取不同的m个电堆输出电流，然后执行S22。
S22、使燃料电池系统正常运行且电堆输出电流为选取的第一个电堆输出电流，然后执行S23。
S23、控制排氢排水阀8关闭，然后执行S24。
S24、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于0.75V，如果是，则执行S25，否则继续执行S24。
S25、控制排氢排水阀8打开并开始计时，然后执行S26。
S26、判断是否电堆的最低单体电压变化率小于0.02(即本实施例中预设的电压变化率k＝0.02)且持续3s(即本实施例中第二预设时间为3s)，如果是，则执行S27，否则继续执行S26。
S27、控制排氢排水阀8关闭并停止计时，然后执行S28。
S28、将该计时时间与3s之差(即该计时时间-3s)作为与该电堆输出电流对应的氢气吹扫时间，然后执行S29。
S29、判断是否得到与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S210。
S210、使燃料电池系统正常运行且电堆输出电流为选取的下一个电堆输出电流，然后返回执行S23。
第四步、在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统关机，进行关机过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间。
如图5所示，其具体步骤包括：
S31、根据实际应用环境，选取不同的n个环境温度，然后执行S32。
S32、在选取的第一个环境温度下，使燃料电池系统关机，使电堆输出电流为预设的电堆最大输出电流，然后执行S33。
S33、控制排氢排水阀8关闭并开始计时，然后执行S34。
S34、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于0.75V，如果是，则执行S35，否则继续执行S34。
S35、控制排氢排水阀8打开并停止计时，然后执行S36。
S36、将该计时时间作为与该环境温度对应的关机过程中的氢气吹扫时间，然后执行S37。
S37、判断是否得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S38。
S38、在选取的下一个环境温度下，使燃料电池系统关机，使电堆输出电流为预设的电堆最大输出电流，然后返回执行S33。
将上述标定得到的与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间形成氢气吹扫时间表Ⅰ，并存储在控制程序中；将上述标定得到的正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间形成氢气吹扫时间表Ⅱ，并存储在控制程序中；将上述标定得到的与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间形成氢气吹扫时间表Ⅲ，并存储在控制程序中。
如果需要进行氢气吹扫，则根据燃料电池系统的运行状态调用相应的氢气吹扫时间表。比如，判断出燃料电池系统处于启动过程中，则根据环境温度查询氢气吹扫时间表Ⅰ，得到该启动过程中的氢气吹扫时间，基于该氢气吹扫时间进行氢气吹扫控制(即控制排氢排水阀打开并维持该氢气吹扫时间)，以将生成物水和混合氮气及水蒸气的低浓度氢气及时排出。比如，判断出燃料电池系统处于正常运行过程中，则根据电堆输出电流查询氢气吹扫时间表Ⅱ，得到该正常运行过程中的氢气吹扫时间，基于该氢气吹扫时间进行氢气吹扫控制，以将生成物水和混合氮气及水蒸气的低浓度氢气及时排出。比如，判断出燃料电池系统处于关机过程中，则根据环境温度查询氢气吹扫时间表Ⅲ，得到该关机过程中的氢气吹扫时间，基于该氢气吹扫时间进行氢气吹扫控制，以将生成物水和混合氮气及水蒸气的低浓度氢气及时排出。
Claims (10)
1.一种燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于，包括：
将燃料电池系统的运行状态分为启动过程、正常运行过程和关机过程；
在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统启动，进行启动过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间；
使燃料电池系统正常运行，进行正常运行过程中的氢气吹扫时间标定，得到正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间；
在不同的n个环境温度下，使燃料电池系统关机，进行关机过程中的氢气吹扫时间标定，得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间的具体步骤包括：
S11、根据实际应用环境，选取不同的n个环境温度，然后执行S12；
S12、在选取的第一个环境温度下，使燃料电池系统启动，控制排氢排水阀打开，使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持第一预设时间，然后执行S13；
S13、以预设步长逐次增大电堆输出电流，且每次增大完毕后保持第一预设时间，直至电堆输出电流到达预设的电堆最大输出电流的一半时为止，然后执行S14；
S14、以预设步长逐次减小电堆输出电流，且每次减小完毕后保持第一预设时间，直至电堆输出电流到达预设的电堆怠速功率对应的电堆输出电流时为止，然后执行S15；
S15、控制排氢排水阀关闭并开始计时，然后执行S16；
S16、判断是否电堆的最低单体电压满足条件一，如果是，则执行S17，否则继续执行S16；其中，条件一为：
表示当前时刻电堆的最低单体电压，
表示上一时刻电堆的最低单体电压，Δmin表示预设的电压波动下限，Δmax表示预设的电压波动上限；
S17、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于预设的电压阈值，如果是，则执行S18，否则返回执行S16；
S18、控制排氢排水阀打开并停止计时，然后执行S19；
S19、将该计时时间作为与该环境温度对应的启动过程中的氢气吹扫时间，然后执行S110；
S110、判断是否得到与n个环境温度对应的启动过程中的n个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S111；
S111、在选取的下一个环境温度下，使燃料电池系统启动，控制排氢排水阀打开，使电堆输出电流为预设的电堆最小输出电流并保持第一预设时间，然后返回执行S13。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：得到正常运行过程中与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间的具体步骤包括：
S21、根据实际使用需求，选取不同的m个电堆输出电流，然后执行S22；
S22、使燃料电池系统正常运行且电堆输出电流为选取的第一个电堆输出电流，然后执行S23；
S23、控制排氢排水阀关闭，然后执行S24；
S24、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于预设的电压阈值，如果是，则执行S25，否则继续执行S24；
S25、控制排氢排水阀打开并开始计时，然后执行S26；
S26、判断是否电堆的最低单体电压变化率小于预设的电压变化率k且持续第二预设时间，如果是，则执行S27，否则继续执行S26；
S27、控制排氢排水阀关闭并停止计时，然后执行S28；
S28、将该计时时间与第二预设时间之差作为与该电堆输出电流对应的氢气吹扫时间，然后执行S29；
S29、判断是否得到与m个电堆输出电流对应的m个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S210；
S210、使燃料电池系统正常运行且电堆输出电流为选取的下一个电堆输出电流，然后返回执行S23。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间的具体步骤包括：
S31、根据实际应用环境，选取不同的n个环境温度，然后执行S32；
S32、在选取的第一个环境温度下，使燃料电池系统关机，使电堆输出电流为预设的电堆最大输出电流，然后执行S33；
S33、控制排氢排水阀关闭并开始计时，然后执行S34；
S34、判断是否电堆的平均单体电压小于或等于预设的电压阈值，如果是，则执行S35，否则继续执行S34；
S35、控制排氢排水阀打开并停止计时，然后执行S36；
S36、将该计时时间作为与该环境温度对应的关机过程中的氢气吹扫时间，然后执行S37；
S37、判断是否得到与n个环境温度对应的关机过程中的n个氢气吹扫时间，如果是，则结束，否则执行S38；
S38、在选取的下一个环境温度下，使燃料电池系统关机，使电堆输出电流为预设的电堆最大输出电流，然后返回执行S33。
5.根据权利要求2至4任一项所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：所述预设的电压阈值为0.75V。
6.根据权利要求2所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：所述预设步长为5A/次。
7.根据权利要求2所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：所述第一预设时间为20s。
8.根据权利要求2所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：所述预设的电压波动下限Δmin＝0.01V，所述预设的电压波动上限Δmax＝0.03V。
9.根据权利要求3所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：所述预设的电压变化率阈值k＝0.02。
10.根据权利要求3所述的燃料电池系统的氢气吹扫时间标定方法，其特征在于：所述第二预设时间为3s。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116995266A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 北京英博新能源有限公司 | 一种可预防发动机启动时单低故障的燃料电池阳极系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070111046A1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-05-17 | Bradley Spare | Time-based fuel cell purge method |
| CN107946614A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-20 | 天津大学 | 质子交换膜燃料电池阳极氮气吹扫策略的设计方法 |
| CN112786924A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-11 | 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 | 一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法及系统 |
| CN115084585A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-20 | 潍柴动力股份有限公司 | 燃料电池的控制方法以及控制装置 |
-
2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070111046A1 (en) * | 2005-11-16 | 2007-05-17 | Bradley Spare | Time-based fuel cell purge method |
| CN107946614A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-20 | 天津大学 | 质子交换膜燃料电池阳极氮气吹扫策略的设计方法 |
| CN112786924A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-11 | 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 | 一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法及系统 |
| CN115084585A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-20 | 潍柴动力股份有限公司 | 燃料电池的控制方法以及控制装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116995266A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 北京英博新能源有限公司 | 一种可预防发动机启动时单低故障的燃料电池阳极系统 |
| CN116995266B (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-15 | 北京英博新能源有限公司 | 一种可预防发动机启动时单低故障的燃料电池阳极系统 |
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