CN116231008A - 一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，所述估计方法包括：在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，改变阳极压力测得电堆电压，根据电堆电压的变化量评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作。本发明提供的燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法通过简单的试验就可以简单直观的判断得到阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排氮操作，避免了氮浓度对燃料电池性能的影响，同时也能避免氢气的浪费。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法。
背景技术
燃料电池作为一种清洁环保的发电装置，可通过氧化还原反应直接将化学能转化为电能，因此不受卡诺循环的限制，表现出高的能源转化效率。此外，燃料电池有着十分广阔的应用前景，并且也是应对当前的能源危机和环境保护的重要技术路线，可应用于分布式发电、移动电源、船舶、汽车、机车等领域。
随着燃料电池技术日益成熟以及各国在低碳环保政策的倡导下，氢燃料电池汽车逐渐兴起。与锂电池相比，燃料电池加氢时间短，方便用户使用，更容易在大范围的前提下实现加氢站。燃料电池汽车具有无需定期充电、行驶里程长、能量转化率高等优点。
燃料电池作为新能源技术领域的热点，其性能研究、控制策略设计与应用对提高燃料电池性能和降低燃料电池生产成本具有重大意义。然而，目前燃料电池在运行过程中燃料电池内部很多关键参数没法直接通过传感器获得，在一定程度的限制了燃料电池的应用。
目前，商用燃料电池工作一般采用氢气循环模式，在这种工作模式下，会产生阴极空气中的氮气透过质子交换膜扩散到阳极，而从阴极穿越过来的氮气会在阳极腔体内不断积累的现象，占用阳极分压，从而降低氢气浓度，影响燃料电池的运行性能。在不增加额外的设备的条件下，无法实现阳极氮气浓度的准确和在线观测，因而无法实现有效的净化。然而目前已有研究中，实现阳极氮气浓度的观测需要复杂的设备和控制，没有提出一种简单的方法来实现阳极氮气浓度的估算。
CN 115472876A公开了一种基于电压变化特征的燃料电池堆阳极氮气浓度估计方法，所述估计方法包括以下步骤：在仅将阳极氮气浓度作为唯一变量的情况下，测量电堆工作的平均电压，改变电堆电流密度后重复上述步骤，通过数据处理得到不同电流密度下电堆的平均单片电压与阳极入口氮气浓度的关系；根据不同电流密度下电堆的平均单片电压与阳极入口氮气浓度的关系，绘制燃料电池阳极入口氮气浓度变化特征Map图；将燃料电池阳极入口氮气浓度变化特征Map图预置于控制器中；通过控制器获取燃料电池的电流密度和平均单片电压，以一段时间内出现频率最高的电流密度、平均单片电压变化趋势和燃料电池阳极入口氮气浓度变化特征Map图为依据，估算燃料电池阳极入口氮气浓度；将估算的燃料电池阳极入口氮气浓度作为阳极吹扫的依据。该专利提供对电堆性能影响的评估方法虽然不需要采用复杂的设备，但是其计算方法仍较为复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，所述估计方法能够简单直观的判断得到阳极含氮对电堆性能的影响，并据此进行排氮操作，避免了氮浓度对燃料电池性能的影响，同时也能避免氢气的浪费。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，所述估计方法包括：
在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，改变阳极压力测得电堆电压，根据电堆电压的变化量评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作。
本发明所述估计方法的原理如下所述：在阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，可以避免阴极供气状态对电堆性能的影响；通过改变阳极压力可以得到不同压力下的电堆电压，电堆电压的改变受到阳极氢气浓度的影响。若阳极氮气浓度较高(即阳极氢气浓度偏低)，那么提升阳极压力能够使得氢气浓度暂时回到正常状态，其性能提升比较明显；若阳极氮气浓度较低(即阳极氢气浓度充足)，那么提升阳极压力对所述燃料电池性能提升的影响不明显。
本发明则是利用阳极压力变化对电堆输出性能的影响来哦安短氢气浓度是否充足，从而判断氮气浓度是否过高而影响了所述燃料电池的性能。
本发明提供对电堆性能影响的评估方法通过简单的试验就可以简单直观的判断得到阳极含氮量对电堆性能的影响，并据此进行排氮操作，避免了氮浓度对燃料电池性能的影响，同时也能避免氢气的浪费。
作为本发明的优选技术方案，所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法包括如下步骤：
(1)燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定下，测量阳极压力为P1时，电堆电压为U0；
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力为P2时，测量电堆电压为U1；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作。
本发明不对所述燃料电池的阴极供气量做进一步限定，视所述燃料电池的规格大小和操作工况参数而定。
优选地，步骤(1)所述阴极压力比步骤(1)所述阳极压力P1小2～100kPa，例如可以是2kPa、10kPa、20kPa、30kPa、40kPa、50kPa、60kPa、70kPa、80kPa、90kPa或100kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述阳极压力P1为80～200kPag，例如可以是80kPa、100kPa、130kPa、160kPa或200kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述阳极压力P2为120～300kPag，例如可以是120kPa、150kPa、170kPa、190kPa、210kPa、230kPa、250kPa、270kPa或300kPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，所述阳极压力P2＞阳极压力P1。
本发明在估算阳极氮气含量时，限定阳极压力P2＞阳极压力P1，其目的为保证阳极压力高于阴极压力，若采用阳极压力P2＜阳极压力P1会使得阳极P2压力小于固定不变的阴极压力，导致阴极气体泄漏至阳极而损伤催化剂的风险。
优选地，步骤(3)所述ΔU≤0.1V，例如可以是0.1V、0.08V、0.06V、0.04V或0.02V，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明将估算阳极氮气含量是否过多的标准设置为ΔU≤0.1V，其目的是相对于只有0.6～0.8V的氢燃料电池的合适输出电压范围，0.1V已经是非常明显的性能变化；若电压差异太大燃料电池存在电压非正常而损伤催化剂的风险。
在不同的输出电流下，本发明步骤(3)所述ΔU可以采用不同的数值。
优选地，步骤(3)所述U0和U1的差值为U1-U0。
优选地，步骤(3)所述分析的方法为：
当U0-U1≥ΔU时，阳极氮气含量较高，需要安排排氮处理；
当U0-U1<ΔU时，阳极氮气含量较低，无需安排排氮处理。
优选地，所述燃料电池包括氢燃料电池。
作为本发明的优选技术方案，本发明所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法包括如下步骤：
(1)在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，测量阳极压力为P1时，电堆电压为U0；所述P1为80～120kPag；
其中，阴极压力比所述阳极压力P1小2～100kPa
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力为P2时，测量电堆电压为U1；所述P2为130～200kPag；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作；
其中，所述分析的方法为：当U1-U0≥ΔU时，阳极氮气含量较高，需要安排排氮处理；当U1-U0＜ΔU时，阳极氮气含量较低，无需安排排氮处理。
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，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法通过简单的试验就可以简单直观的判断得到阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排氮操作，避免了氮浓度对燃料电池性能的影响，同时也能避免氢气的浪费。
附图说明
图1是本发明提供的燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法的流程图。
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。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例和对比例中所述燃料电池为：质子交换膜氢燃料电池，单电池开路电压0.95V，正常工作电压范围0.5～0.85V，阳极供气压力范围是20～200kPag，阴极供气压力范围是5～200kPag，阳极、阴极供气计量比均在1.4～2.2之间，进气温度40～60℃，进气湿度20～90％RH，额定输出电流密度1.5～2.0A/cm2。
实施例1
本发明提供了一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其流程图如图1所示，所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法包括如下步骤：
(1)在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，测量阳极压力P1为100kPag时，电堆电压U0测量值为0.56V/单电池；
其中，阴极压力比所述阳极压力P1小10kPa
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力P2为150kPag时，测量电堆电压U1测量值为0.62V/单电池；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作；
经计算，U1-U0＝0.06V＞0.05V，即可断定，所述燃料电池的阳极氮气含量较高，需要安排排氮处理。
实施例2
本发明提供了一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其流程图如图1所示，所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法包括如下步骤：
(1)在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，测量阳极压力P1为80kPag时，电堆电压U0测量值为0.58V/单电池；
其中，阴极压力比所述阳极压力P1小2kPa
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力P2为130kPag时，测量电堆电压U1测量值为0.61V/单电池；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作；
经计算，U1-U0＝0.03V＜0.05V，即可断定，所述燃料电池的阳极氮气含量较低，无需安排排氮处理。
实施例3
本实施例本发明提供了一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其流程图如图1所示，所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法包括如下步骤：
(1)在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，测量阳极压力P1为120kPag时，电堆电压U0测量值为0.60V/单电池；
其中，阴极压力比所述阳极压力P1小30kPa
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力P2为200kPag时，测量电堆电压U1测量值为0.63V/单电池；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作；
经计算，U1-U0＝0.03V＜0.05V即可断定，所述燃料电池的阳极氮气含量较低，无需安排排氮处理。
实施例4
本实施例本发明提供了一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，所述估计方法与实施例1的区别仅在于，本实施例将步骤(2)所述阳极压力为P2修改为80kPa，测量电堆电压U1测量值为0.55V/单电池。
采用本实施例提供对电堆性能影响的评估方法，阳极压力80kPag将低于阴极压力90kPag，存在阴极空气泄漏至阳极侧导致阳极催化剂损伤的风险，并不能实现对阳极氮气含量对电堆性能的影响程度的评估。
综上所述，本发明提供的燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法通过简单的试验就可以简单直观的判断得到阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，并据此进行排氮操作，避免了氮浓度对燃料电池性能的影响，同时也能避免氢气的浪费。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，所述估计方法包括：
在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，改变阳极压力测得电堆电压，根据电堆电压的变化量评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作。
2.根据权利要求1所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，所述估计方法包括如下步骤：
(1)燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定下，测量阳极压力为P1时，电堆电压为U0；
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力为P2时，测量电堆电压为U1；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作。
3.根据权利要求2所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，步骤(1)所述阴极压力比步骤(1)所述阳极压力P1小2～100kPa。
4.根据权利要求2或3所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，步骤(1)所述阳极压力P1为80～200kPag。
5.根据权利要求2-4任一项所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，步骤(2)所述阳极压力P2为120～300kPag；
优选地，所述阳极压力P2＞阳极压力P1。
6.根据权利要求2-5任一项所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，步骤(3)所述ΔU≤0.1V。
7.根据权利要求2-6任一项所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，步骤(3)所述U0和U1的差值为U1-U0。
8.根据权利要求7所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，步骤(3)所述分析的方法为：
当U1-U0≥ΔU时，阳极氮气含量较高，需要安排排氮处理；
当U1-U0＜ΔU时，阳极氮气含量较低，无需安排排氮处理。
9.根据权利要求1-8任一项所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，所述燃料电池包括氢燃料电池。
10.根据权利要求1-9任一项所述燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法，其特征在于，所述估计方法包括如下步骤：
(1)在所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力恒定的情况下，测量阳极压力为P1时，电堆电压为U0；所述阳极压力P1为80～120kPag；
其中，阴极压力比所述阳极压力P1小2～100kPa
(2)在步骤(1)所述燃料电池阴极供气流量和阴极压力下，修改阳极压力为P2时，测量电堆电压为U1；所述阳极压力P2为130～200kPag；
(3)分析U0和U1的差值与ΔU的关系，进而评估阳极氮气含量对电堆性能的影响程度，以判断是否需要排氮操作；
其中，所述分析的方法为：当U0-U1≥ΔU时，阳极氮气含量较高，需要安排排氮处理；当U0-U1<ΔU时，阳极氮气含量较低，无需安排排氮处理。
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| CN202310058714.7A Active CN116231008B (zh) | 2023-01-19 | 2023-01-19 | 一种燃料电池阳极氮气含量对电堆性能影响的评估方法 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1781205A (zh) * | 2002-11-27 | 2006-05-31 | 日产自动车株式会社 | 燃料电池系统和相关的方法 |
| CN101262068A (zh) * | 2006-12-15 | 2008-09-10 | 通用汽车环球科技运作公司 | 用于自适应性氢排放策略的电池堆穿越率的在线检测 |
| CN109698366A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池阳极流道氮浓度估计方法及装置 |
| CN111313055A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-19 | 浙江大学 | 一种质子交换膜燃料电池阳极气体净化控制方法 |
| CN115472876A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-13 | 北京科技大学 | 基于电压变化特征的燃料电池堆阳极氮气浓度估计方法 |
-
2023
- 2023-01-19 CN CN202310058714.7A patent/CN116231008B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1781205A (zh) * | 2002-11-27 | 2006-05-31 | 日产自动车株式会社 | 燃料电池系统和相关的方法 |
| CN101262068A (zh) * | 2006-12-15 | 2008-09-10 | 通用汽车环球科技运作公司 | 用于自适应性氢排放策略的电池堆穿越率的在线检测 |
| CN109698366A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池阳极流道氮浓度估计方法及装置 |
| CN111313055A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-19 | 浙江大学 | 一种质子交换膜燃料电池阳极气体净化控制方法 |
| CN115472876A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-13 | 北京科技大学 | 基于电压变化特征的燃料电池堆阳极氮气浓度估计方法 |
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