CN115842142B - 一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置 - Google Patents
一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115842142B CN115842142B CN202211716280.7A CN202211716280A CN115842142B CN 115842142 B CN115842142 B CN 115842142B CN 202211716280 A CN202211716280 A CN 202211716280A CN 115842142 B CN115842142 B CN 115842142B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell stack
- anode
- drainage
- voltage
- 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
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 25
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 36
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 36
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置，所述控制方法包括：(Ⅰ)设定排水阈值；(Ⅱ)保持燃料电池电堆以恒定电流运行，调节阳极供气流量，获取在不同阳极供气流量工况下的实时输出功率信息，以获得功率变化值；(Ⅲ)根据所述功率变化值与排水阈值，判断燃料电池电堆阳极的含水量。本发明能够对燃料电池电堆的性能下降进行测试，实际测试液态水含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排水操作。
Description
技术领域
本发明属于质子交换膜燃料电池技术领域，涉及电堆阳极排水，尤其涉及一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置。
背景技术
质子交换膜燃料电池需要维持在合适的操作湿度下才能使燃料电池保持较高的效能，当湿度太低时，由于质子膜含水量不足而导致电导性降低，催化剂层中的质子通道受阻，造成燃料电池性能下降，当湿度太高时，气体传输通道被液态水堵塞，反应气体传输受阻，因而难以进入催化剂层达到催化剂表面，同样会导致燃料电池性能下降。
目前，通常采用在燃料电池系统阳极气体循环回路中增加分水器，辅之排水阀、排氮阀、液位传感器与压力传感器等部件，不间断的控制排水阀的开关，进行排水。其中，排水的管控主要采用两种方法，(1)基于位置传感器，当储水罐中的水位达到高位阈值时排水阀开启，下降到低位阈值时关闭，能够有效避免氢气排出，但储水罐在运行中始终存有积水，在极寒天气条件下有冻结风险；(2)基于周期性的管控，即排水阀根据不同工况进入不同占空比的开关周期，然而，当占空比过小，不能及时彻底的排除积存的水分，容易导致阳极发生水淹，当占空比过大，会导致氢气排出，使整体经济性下降。
由于阳极气体循环利用，燃料电池反应生成水在阳极不断累积，形成液态水，如无法及时排水处理，则堵塞气体扩散通道，降低燃料电池运行性能，因此，提供一种合理的排水控制方法是非常重要的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置，能够对燃料电池电堆的性能下降进行测试，实际测试液态水含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排水操作，避免水含量过高或过低对电堆性能的影响，同时避免氢气的浪费。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制方法，所述控制方法包括：
(Ⅰ)设定排水阈值；
(Ⅱ)保持燃料电池电堆以恒定电流运行，调节阳极供气流量，获取在不同阳极供气流量工况下的实时输出功率信息，以获得功率变化值；
(Ⅲ)根据所述功率变化值与排水阈值，判断燃料电池电堆阳极的含水量。
本发明在恒定电流的运行工况下，通过改变阳极的供气流量来测试燃料电池电堆的输出功率，以确定液态水含量，能够对电池电堆的性能进行测试，若性能下降，则电堆较干，若性能上升，则电堆较湿，基于电池电堆的性能，能针对性优化处理，以减少氢气的浪费，并据此进行排水操作，避免水含量过高或过低对电堆性能的影响。
作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述排水阈值包括电压阈值。
需要说明的是，本发明中的燃料电池电堆在恒定电流的工况下运行，改变电堆阳极的供气流量，则会引起电堆输出电压的变化，通过获取在不同阳极供气流量工况下的实时输出电压信息，将电压变化量与电压阈值相比较，以确定液态水含量。
作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述电压阈值≤0.1V。
作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅱ)中，在调节阳极供气流量的过程中，保持燃料电池电堆的阴极的供气流量与供气压力为恒定状态。
本发明在恒定电流、恒定阴极供气流量以及恒定阴极供气压力的测试模式下，改变电堆阳极的供气流量，获取在不同阳极供气流量工况下的实时功率电压信息，以确定液态水含量。
作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅱ)中，所述获得功率变化值的方法具体包括如下步骤：
S1调节燃料电池电堆的阳极的供气流量，使其具有第一阳极流量，获取燃料电池电堆在所述第一阳极流量的工况下运行时的第一电压；
S2将阳极的供气流量增加至第二阳极流量，获取燃料电池电堆在所述第二阳极流量的工况下运行时的第二电压；
S3计算所述第一电压与第二电压的差值，得到所述功率变化值。
作为本发明一个优选技术方案，所述排水阈值为所述第一电压的8～15％，例如可以是8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％和15％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10％。
作为本发明一个优选技术方案，所述第一电压为燃料电池电堆在正常额定工况下运行时的额定电压。
作为本发明一个优选技术方案，所述第二阳极流量较所述第一阳极流量的增加量高于或等于30％，优选为30～80％，例如可以是30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％、75％或80％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一个优选技术方案，步骤(Ⅲ)中，所述判断的方法具体包括：
将所述功率变化值与排水阈值进行比较，当所述功率变化值高于或等于所述排水阈值时，判断阳极含水量为水淹状态，则进行排水操作；当所述功率变化值低于所述排水阈值时，判断阳极含水量为正常状态，则保持原有运行状态。
第二方面，本发明提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制装置，所述控制装置用于第一方面所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法中，所述控制装置包括供气模块、主控模块、执行模块与信息采集模块；
所述供气模块连接燃料电池电堆，用于向燃料电池电堆提供气体；
所述主控模块分别电性连接所述执行模块与信息采集模块，所述信息采集模块用于实时监测燃料电池电堆的输出功率信息，并传输至所述主控模块，所述主控模块对所述输出功率信息进行分析，并基于分析结果反馈控制所述执行模块，所述执行模块用于执行燃料电池电堆的排水操作。
本发明对于供气模块、主控模块、执行模块与信息采集模块的结构不作具体限定或特殊要求。为了帮助本领域技术人员更好地了解本发明的整体技术方案及工作过程，本发明示例性地提供了如下燃料电池电堆阳极排水控制装置的各操作模块的结构：
(1)供气模块用于向燃料电池电堆提供氢气，具体包括依次连接的氢气罐、调压阀、喷射器与引射器，引射器与燃料电池电堆相连接，并采用氢气循环泵实现氢气循环。氢气罐提供氢气，调压阀用于将管路压力调至所需压力值，氢气进入喷射器，经喷射器出来的氢气直接进入引射器后分配至燃料电池电堆。
(2)主控模块包括分析器与计算器，计算器接收在不同阳极流量工况下的燃料电池电堆的实时输出功率信息数据，并对数据进行计算得到功率变化值，并将功率变化值传输至分析器。分析器内预先设定排水阈值，基于功率变化值与排水阈值的关系进行分析，并发出执行指令。
(3)信息采集模块包括传感器，对当前燃料电池电堆的电压进行检测，并传输至主控模块。
(4)执行模块包括排水装置，包括在供气氢循环管路中加入离心式分水器或重力分水器，辅之排水阀，以将循环氢气中的液体水分离出来，去除燃料电池堆阳极中的液态水，分离出的液态水通过引射器进入燃料电池电堆，为燃料电池电堆阳极加湿。当功率变化值高于或等于排水阈值时，主控模块判断阳极含水量为水淹状态，并提高排水阀的开度进行排水操作，当功率变化值低于排水阈值时，主控模块判断阳极含水量为正常状态，则排水阀的开度保持原有运行状态。
需要说明的是，以上对各操作模块的具体结构及工作形式所做出的描述不构成对本发明保护范围的进一步限定，也即，现有技术中已公开或新技术中未公开的操作模块均可用于本发明中，不限于具有以上结构，只要能实现相同或相似功能的操作模块，可以任意替换，替换后得到的技术方案同样落入本发明的保护范围和公开范围内。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置，在恒定电流、恒定阴极供气流量以及恒定阴极供气压力的运行工况下，通过改变阳极的供气流量来测试燃料电池电堆的输出功率，以确定液态水含量，能够对燃料电池电堆的性能下降进行测试，实际测试液态水含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排水操作，避免水含量过高或过低对电堆性能的影响，同时可以避免氢气的浪费。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的获得功率变化值的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制方法，所述控制方法包括：
(1)设定排水阈值；
(2)保持燃料电池电堆以恒定电流运行，调节阳极供气流量，获取在不同阳极供气流量工况下的实时输出功率信息，以获得功率变化值；
(3)根据所述功率变化值与排水阈值，判断燃料电池电堆阳极的含水量。
在一些实施方式中，步骤(1)中，所述排水阈值包括电压阈值。本发明中的燃料电池电堆在恒定电流的工况下运行，改变电堆阳极的供气流量，则会引起电堆输出电压的变化，通过获取在不同阳极供气流量工况下的实时输出电压信息，将电压变化量与电压阈值相比较，以确定液态水含量。
在一些实施方式中，步骤(1)中，所述电压阈值ΔU≤0.1V。
在一些实施方式中，步骤(2)中，在调节阳极供气流量的过程中，保持燃料电池电堆的阴极的供气流量与供气压力为恒定状态。本发明在恒定电流、恒定阴极供气流量以及恒定阴极供气压力的测试模式下，改变电堆阳极的供气流量，获取在不同阳极供气流量工况下的实时功率电压信息，以确定液态水含量。
在一些实施方式中，步骤(3)中，如图1所示，所述获得功率变化值的方法具体包括如下步骤：
S1调节燃料电池电堆的阳极的供气流量，使其具有第一阳极流量，获取燃料电池电堆在所述第一阳极流量的工况下运行时的第一电压U0；
S2将阳极的供气流量增加至第二阳极流量，获取燃料电池电堆在所述第二阳极流量的工况下运行时的第二电压U1；
S3计算所述第一电压U0与第二电压U1的差值，得到所述功率变化值U1-U0。
在一些实施方式中，所述排水阈值为所述第一电压的8～15％，优选为10％。
在一些实施方式中，所述第一电压为燃料电池电堆在正常额定工况下运行时的额定电压。
在一些实施方式中，所述第二阳极流量较所述第一阳极流量的增加量高于或等于30％，优选为30～80％。
在一些实施方式中，步骤(3)中，所述判断的方法具体包括：
将所述功率变化值与排水阈值进行比较，当所述功率变化值高于或等于所述排水阈值时，判断阳极含水量为水淹状态，则进行排水操作；当所述功率变化值低于所述排水阈值时，判断阳极含水量为正常状态，则保持原有运行状态。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制装置，所述控制装置用于一个具体实施方式所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法中，所述控制装置包括供气模块、主控模块、执行模块与信息采集模块；
所述供气模块连接燃料电池电堆，用于向燃料电池电堆提供气体；
所述主控模块分别电性连接所述执行模块与信息采集模块，所述信息采集模块用于实时监测燃料电池电堆的输出功率信息，并传输至所述主控模块，所述主控模块对所述输出功率信息进行分析，并基于分析结果反馈控制所述执行模块，所述执行模块用于执行燃料电池电堆的排水操作。
为了帮助本领域技术人员更好地了解本发明的整体技术方案及工作过程，本发明示例性地提供了如下燃料电池电堆阳极排水控制装置的各操作模块的结构：
(1)供气模块用于向燃料电池电堆提供氢气，具体包括依次连接的氢气罐、调压阀、喷射器与引射器，引射器与燃料电池电堆相连接，并采用氢气循环泵实现氢气循环。氢气罐提供氢气，调压阀用于将管路压力调至所需压力值，氢气进入喷射器，经喷射器出来的氢气直接进入引射器后分配至燃料电池电堆。
(2)主控模块包括分析器与计算器，计算器接收在不同阳极流量工况下的燃料电池电堆的实时输出功率信息数据，并对数据进行计算得到功率变化值，并将功率变化值传输至分析器。分析器内预先设定排水阈值，基于功率变化值与排水阈值的关系进行分析，并发出执行指令。
(3)信息采集模块包括传感器，对当前燃料电池电堆的电压进行检测，并传输至主控模块。
(4)执行模块包括排水装置，包括在供气氢循环管路中加入离心式分水器或重力分水器，辅之排水阀，以将循环氢气中的液体水分离出来，去除燃料电池堆阳极中的液态水，分离出的液态水通过引射器进入燃料电池电堆，为燃料电池电堆阳极加湿。当功率变化值高于或等于排水阈值时，主控模块判断阳极含水量为水淹状态，并提高排水阀的开度进行排水操作，当功率变化值低于排水阈值时，主控模块判断阳极含水量为正常状态，则排水阀的开度保持原有运行状态。
实施例1
本实施例提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制方法，具体包括如下步骤：
(1)设定排水阈值ΔU＝0.1V；
(2)保持燃料电池电堆以恒定电流、恒定阴极的供气流量以及恒定阴极的供气压力的工况下运行，调节燃料电池电堆的阳极的供气流量，使其具有第一阳极流量为2000nlpm，获取燃料电池电堆在该工况下运行时的第一电压；
(3)将阳极的供气流量增加至第二阳极流量为3000nlpm，获取燃料电池电堆在第二阳极流量的工况下运行时的第二电压U1；
(4)计算第一电压U0与第二电压U1的差值，得到功率变化值U1-U0；
(5)将功率变化值与排水阈值进行比较，当功率变化值高于或等于排水阈值时，判断阳极含水量为水淹状态，则进行排水操作；当功率变化值低于排水阈值时，判断阳极含水量为正常状态，则保持原有运行状态。
实施例2
本实施例提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制方法，具体包括如下步骤：
(1)设定排水阈值ΔU＝0.08V；
(2)保持燃料电池电堆以恒定电流、恒定阴极的供气流量以及恒定阴极的供气压力的工况下运行，调节燃料电池电堆的阳极的供气流量，使其具有第一阳极流量为2400nlpm，获取燃料电池电堆在该工况下运行时的第一电压U0；
(3)将阳极的供气流量增加至第二阳极流量为3600nlpm，获取燃料电池电堆在第二阳极流量的工况下运行时的第二电压U1；
(4)计算第一电压U0与第二电压U1的差值，得到功率变化值U1-U0；
(5)将功率变化值与排水阈值进行比较，当功率变化值高于或等于排水阈值时，判断阳极含水量为水淹状态，则进行排水操作；当功率变化值低于排水阈值时，判断阳极含水量为正常状态，则保持原有运行状态。
实施例3
本实施例提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制方法，具体包括如下步骤：
(1)设定排水阈值ΔU＝0.05V；
(2)保持燃料电池电堆以恒定电流、恒定阴极的供气流量以及恒定阴极的供气压力的工况下运行，调节燃料电池电堆的阳极的供气流量，使其具有第一阳极流量为1800nlpm，获取燃料电池电堆在该工况下运行时的第一电压U0；
(3)将阳极的供气流量增加至第二阳极流量为2400nlpm，获取燃料电池电堆在第二阳极流量的工况下运行时的第二电压U1；
(4)计算第一电压U0与第二电压U1的差值，得到功率变化值U1-U0；
(5)将功率变化值与排水阈值进行比较，当功率变化值高于或等于排水阈值时，判断阳极含水量为水淹状态，则进行排水操作；当功率变化值低于排水阈值时，判断阳极含水量为正常状态，则保持原有运行状态。
实施例4
本实施例提供了一种燃料电池电堆阳极排水控制装置，用于实施例1提供的排水控制方法中，具体包括供气模块、主控模块、执行模块与信息采集模块。供气模块用于向燃料电池电堆提供气体，主控模块分别电性连接执行模块与信息采集模块。信息采集模块用于实时监测燃料电池电堆的电压信息，并传输至主控模块。控制模块内预设有电压阈值，主控模块将接收到的电压信息与电压阈值进行对比分析，并基于分析结果反馈控制执行模块。
供气模块用于向燃料电池电堆提供氢气，具体包括依次连接的氢气罐、调压阀、喷射器与引射器，引射器与燃料电池电堆相连接，并采用氢气循环泵实现氢气循环。氢气罐提供氢气，调压阀用于将管路压力调至所需压力值，氢气进入喷射器，经喷射器出来的氢气直接进入引射器后分配进入到燃料电池电堆。
主控模块包括分析器与计算器，计算器接收并计算在不同阳极流量工况下的燃料电池电堆的实时输出功率信息数据，并对数据进行计算得到功率变化值，并将功率变化值传输至分析器。分析器内预先设定排水阈值，基于功率变化值与排水阈值的关系进行分析，并发出执行指令。信息采集模块包括传感器，对当前燃料电池电堆的电压进行检测，并传输至主控模块。
执行模块包括排水装置，包括在供气氢循环管路中加入离心式分水器或重力分水器，辅之排水阀，以将循环氢气中的液体水分离出来，去除燃料电池堆阳极中的液态水，分离出的液态水通过引射器进入燃料电池电堆，为燃料电池电堆阳极加湿。当功率变化值高于或等于排水阈值时，主控模块判断阳极含水量为水淹状态，并提高排水阀的开度进行排水操作，当功率变化值低于排水阈值时，主控模块判断阳极含水量为正常状态，则排水阀的开度保持原有运行状态。
本发明提供的燃料电池电堆阳极排水控制方法，在恒定电流、恒定阴极供气流量以及恒定阴极供气压力的运行工况下，通过改变阳极的供气流量来测试燃料电池电堆的输出功率，以确定液态水含量，能够对燃料电池电堆的性能下降进行测试，实际测试液态水含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排水操作，避免水含量过高或过低对电堆性能的影响，同时避免氢气的浪费。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (7)
1.一种燃料电池电堆阳极排水控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
（Ⅰ）设定排水阈值，所述排水阈值包括电压阈值，所述电压阈值≤0.1V；
（Ⅱ）保持燃料电池电堆以恒定电流运行，保持燃料电池电堆的阴极的供气流量与供气压力为恒定状态，调节阳极供气流量，获取在不同阳极供气流量工况下的实时输出功率信息，以获得功率变化值，
所述获得功率变化值的方法具体包括如下步骤：
S1调节燃料电池电堆的阳极的供气流量，使其具有第一阳极流量，获取燃料电池电堆在所述第一阳极流量的工况下运行时的第一电压；
S2将阳极的供气流量增加至第二阳极流量，获取燃料电池电堆在所述第二阳极流量的工况下运行时的第二电压；
S3计算所述第一电压与第二电压的差值，得到所述功率变化值；
（Ⅲ）根据所述功率变化值与排水阈值，判断燃料电池电堆阳极的含水量，
所述判断的方法具体包括：
将所述功率变化值与排水阈值进行比较，当所述功率变化值高于或等于所述排水阈值时，判断阳极含水量为水淹状态，则进行排水操作；当所述功率变化值低于所述排水阈值时，判断阳极含水量为正常状态，则保持原有运行状态。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法，其特征在于，所述排水阈值为所述第一电压的8~15%。
3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法，其特征在于，所述排水阈值为所述第一电压的10%。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法，其特征在于，所述第一电压为燃料电池电堆在正常额定工况下运行时的额定电压。
5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法，其特征在于，所述第二阳极流量较所述第一阳极流量的增加量高于或等于30%。
6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法，其特征在于，所述第二阳极流量较所述第一阳极流量的增加量为30~80%。
7.一种燃料电池电堆阳极排水控制装置，其特征在于，所述控制装置用于权利要求1-6任一项所述的燃料电池电堆阳极排水控制方法中，所述控制装置包括供气模块、主控模块、执行模块与信息采集模块；
所述供气模块连接燃料电池电堆，用于向燃料电池电堆提供气体；
所述主控模块分别电性连接所述执行模块与信息采集模块，所述信息采集模块用于实时监测燃料电池电堆的输出功率信息，并传输至所述主控模块，所述主控模块对所述输出功率信息进行分析，并基于分析结果反馈控制所述执行模块，所述执行模块用于执行燃料电池电堆的排水操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211716280.7A CN115842142B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211716280.7A CN115842142B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115842142A CN115842142A (zh) | 2023-03-24 |
| CN115842142B true CN115842142B (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=85577615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211716280.7A Active CN115842142B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115842142B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116404207A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-07-07 | 上海氢晨新能源科技有限公司 | 一种电堆含水量合格的判断方法及其应用 |
| CN117096388B (zh) * | 2023-10-18 | 2023-12-15 | 上海氢晨新能源科技有限公司 | 燃料电池含水量管理控制方法、用电设备和电子设备 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005228688A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Toyota Motor Corp | 固体高分子型燃料電池の湿潤状態判定装置 |
| FR2871947A1 (fr) * | 2004-06-18 | 2005-12-23 | Renault Sas | Module de puissance pour vehicule automobile, comprenant une pile a combustible et procede de commande d'un tel module de puissance |
| JP2007027149A (ja) * | 2006-11-06 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置 |
| WO2011018856A1 (ja) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の含水量制御方法及び燃料電池システム |
| CN102422473A (zh) * | 2009-05-14 | 2012-04-18 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN102640342A (zh) * | 2009-07-09 | 2012-08-15 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统以及燃料电池系统的运行方法 |
| WO2013076556A1 (en) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for controlling fuel cell system |
| KR101611896B1 (ko) * | 2014-10-28 | 2016-04-12 | 세종공업 주식회사 | 연료 전지 스택내 응축수 퍼징 제어 장치 및 방법 |
| CN113258106A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-08-13 | 四川荣创新能动力系统有限公司 | 一种燃料电池生成水含量的判断方法和控制系统 |
| CN113675438A (zh) * | 2020-05-15 | 2021-11-19 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN113782778A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-10 | 北京格睿能源科技有限公司 | 基于定频阻抗和气体压降的电堆水管理调控方法及装置 |
| CN114843562A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-02 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种基于电堆电压的燃料电池水淹诊断方法 |
| CN114865021A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池排水控制方法、装置、车辆及存储介质 |
| CN217182214U (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-12 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池系统及燃料电池车辆 |
| CN115360387A (zh) * | 2022-10-20 | 2022-11-18 | 佛山市清极能源科技有限公司 | 一种燃料电池系统的阳极水量控制方法 |
| CN115425267A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-02 | 宿迁学院 | 燃料电池质子交换膜故障诊断方法 |
-
2022
- 2022-12-29 CN CN202211716280.7A patent/CN115842142B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005228688A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Toyota Motor Corp | 固体高分子型燃料電池の湿潤状態判定装置 |
| FR2871947A1 (fr) * | 2004-06-18 | 2005-12-23 | Renault Sas | Module de puissance pour vehicule automobile, comprenant une pile a combustible et procede de commande d'un tel module de puissance |
| JP2007027149A (ja) * | 2006-11-06 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置 |
| CN102422473A (zh) * | 2009-05-14 | 2012-04-18 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN102640342A (zh) * | 2009-07-09 | 2012-08-15 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统以及燃料电池系统的运行方法 |
| WO2011018856A1 (ja) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の含水量制御方法及び燃料電池システム |
| WO2013076556A1 (en) * | 2011-11-22 | 2013-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for controlling fuel cell system |
| KR101611896B1 (ko) * | 2014-10-28 | 2016-04-12 | 세종공업 주식회사 | 연료 전지 스택내 응축수 퍼징 제어 장치 및 방법 |
| CN113675438A (zh) * | 2020-05-15 | 2021-11-19 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN113258106A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-08-13 | 四川荣创新能动力系统有限公司 | 一种燃料电池生成水含量的判断方法和控制系统 |
| CN113782778A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-10 | 北京格睿能源科技有限公司 | 基于定频阻抗和气体压降的电堆水管理调控方法及装置 |
| CN217182214U (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-12 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池系统及燃料电池车辆 |
| CN114843562A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-02 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种基于电堆电压的燃料电池水淹诊断方法 |
| CN114865021A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池排水控制方法、装置、车辆及存储介质 |
| CN115425267A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-02 | 宿迁学院 | 燃料电池质子交换膜故障诊断方法 |
| CN115360387A (zh) * | 2022-10-20 | 2022-11-18 | 佛山市清极能源科技有限公司 | 一种燃料电池系统的阳极水量控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Numerical analysis on the effect of voltage change on removing condensed water inside the GDL of a PEM fuel cell;Nam Woo Lee etal;《Journal of Mechanical Science and Technology 》;第30卷(第9期);第4383-4390页 * |
| 质子交换膜燃料电池水管理故障预警技术;戴威;汤千秋;;中国标准化(第S1期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115842142A (zh) | 2023-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115842142B (zh) | 一种燃料电池电堆阳极排水控制方法及装置 | |
| US10522855B2 (en) | Method for creating an oxygen depleted gas in a fuel cell system | |
| EP1678773B1 (en) | Fuel cell system | |
| JP4806886B2 (ja) | 燃料電池システムの運転制御 | |
| US9299997B2 (en) | Fuel cell system and method for controlling fuel cell system | |
| CN112490473B (zh) | 质子交换膜燃料电池的电堆动态水管理系统及其工作方法 | |
| CN102347499B (zh) | Pem燃料电池系统中的低阳极氢分压的诊断和补救 | |
| WO2021164172A1 (zh) | 一种质子交换膜燃料电池阳极气体净化控制方法 | |
| CN113258106B (zh) | 一种燃料电池生成水含量的判断方法和控制系统 | |
| WO2005053075A1 (en) | Fuel cell system and method of starting it | |
| CN112993334B (zh) | 燃料电池电堆无外增湿的启动及测试方法 | |
| CN114914488B (zh) | 一种燃料电池缺氢检测与诊断方法 | |
| CN114883614B (zh) | 一种燃料电池系统的自适应排气方法 | |
| KR100509818B1 (ko) | 연료 전지 시스템에서 내부 퍼지를 수행하기 위한 방법 및장치 | |
| US20070128481A1 (en) | Fuel cell system | |
| CN117080498B (zh) | 一种燃料电池系统的电堆膜水含量控制方法 | |
| WO2024060797A1 (zh) | 燃料电池及其的电堆湿度控制装置和方法 | |
| KR101134475B1 (ko) | 연료전지 저온 운전 제어방법 | |
| CN114361517B (zh) | 一种燃料电池电堆阳极水管理控制系统及控制方法 | |
| CN115224310A (zh) | 一种燃料电池阳极侧分水控制系统与方法 | |
| CN102195065B (zh) | 用于燃料电池车辆启动的可变阳极流率 | |
| JP2006172935A (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
| JP2021174671A (ja) | 燃料電池システム | |
| CN220731573U (zh) | 一种湿度控制系统、燃料电池及燃料电池汽车 | |
| CN220604723U (zh) | 一种氢燃料电池氢气循环系统 |
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 |