CN117293354A - 燃料电池的活化方法和燃料电池的活化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种燃料电池的活化方法和燃料电池的活化装置。该方法包括:控制燃料电池的工作电流为第一电流;控制燃料电池执行第一工况,并获取第一电压;控制燃料电池执行第二工况,并获取第二电压;在第二电压与第一电压的差值小于第一差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压;控制燃料电池执行第三工况,并获取第四电压;确定第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在第四电压与第三电压的差值小于第二差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为第三电流,并控制燃料电池执行第四工况直到达到预设时间。该方法解决了现有技术燃料电池活化恢复时间较长的问题。
Description
技术领域
本申请涉及燃料电池领域,具体而言,涉及一种燃料电池的活化方法、燃料电池的活化装置、计算机可读存储介质和电子装置。
背景技术
燃料电池电堆经过长时间存储后,再次使用时会面临整体电压低的问题,从而引起燃料电池堆输出功率不满足发动机的装机要求,需要将电堆性能恢复至满足出厂测试要求才可以正常使用。现有技术中的燃料电池电堆性能恢复活化方法,通常需要长时间在大电流下持续运行12h甚至更久,增加氢耗的同时引入较高的时间成本,使得出厂测试/性能恢复的效率较低,且单一的活化方法不能针对性的解决上述所有的性能降低的故障。
因此,亟需一种燃料电池的活化方法可以解决现有技术燃料电池活化恢复时间成本高的问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种燃料电池的活化方法、燃料电池的活化装置、计算机可读存储介质和电子装置,以至少解决现有技术中燃料电池活化恢复时间成本高的问题。
根据本申请的一方面,提供了一种燃料电池的活化方法,包括:第一控制步骤,控制所述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,所述第一电流为所述燃料电池的额定电流;第二控制步骤,控制所述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,所述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,所述第一电压为执行所述第一工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压,所述燃料电池具有多个单体电池,一个所述单体电池对应一个单体电压,所述平均单体电压为多个所述单体电压的平均值;第三控制步骤,控制所述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,所述第二工况为用于增加所述入堆气体的湿度的工况,所述第二电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压;第一确定步骤,确定所述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在所述第二电压与所述第一电压的差值小于所述第一差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,所述第二电流为执行第三工况时所述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,所述第二电流小于等于所述第一电流,所述第三电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压,所述第三工况为用于减小所述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;第四控制步骤,控制所述燃料电池执行所述第三工况,并获取第四电压,其中,所述第四电压为执行所述第三工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压;第二确定步骤,确定所述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在所述第四电压与所述第三电压的差值小于所述第二差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制所述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,所述第三电流为所述燃料电池的怠速电流,所述第四工况为增大所述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
可选地,所述方法还包括:在所述第二电压与所述第一电压的差值大于等于所述第一差值阈值的情况下,重复所述第三控制步骤和所述第一确定步骤至少一次,并在重复的过程中将所述第一确定步骤中的所述第一电压更新为上一次的重复过程中得到的所述第三控制步骤中的所述第二电压,直到当前次的所述第二电压与所述第一电压的差值小于所述第一差值阈值。
可选地,所述方法还包括:在所述第四电压与所述第三电压的差值大于等于所述第二差值阈值的情况下,重复所述第四控制步骤和所述第二确定步骤至少一次,并在重复的过程中将所述第二确定步骤中的所述第三电压更新为上一次的重复过程中得到的所述第四控制步骤中的所述第四电压,直到当前次的所述第四电压与所述第三电压的差值小于所述第二差值阈值。
可选地,控制所述燃料电池执行第一工况,包括:控制所述入堆气体的湿度为0%,并持续第一时间段;将所述燃料电池的电压在第二时间段内降低至0,并持续第三时间段;控制所述燃料电池的工作电流为所述第一电流。
可选地,控制所述燃料电池执行第二工况,包括:控制所述入堆气体的湿度为100%,并持续第四时间段;将所述燃料电池的电压在第五时间段内降低至0,并持续第六时间段;控制所述燃料电池的工作电流为所述第一电流。
可选地,控制所述燃料电池执行第三工况,包括:减小所述燃料电池的氧气的初始化学计量比至化学计量比阈值,并持续第七时间段;将所述燃料电池的氧气的化学计量比恢复至所述初始化学计量比,并维持第八时间段;控制所述燃料电池的工作电流为所述第一电流。
可选地,控制所述燃料电池执行第四工况,包括:降低所述燃料电池的温度至温度阈值,并持续第九时间段;控制所述燃料电池的工作电流为0;输入氮气至所述燃料电池的阳极,以稀释所述燃料电池的阳极的气体的浓度;增大所述燃料电池的阴极压力,并减小所述燃料电池的阳极压力,以使所述阴极压力大于所述阳极压力,并维持第十时间段;输入氢气至所述燃料电池的阳极。
根据本申请的另一方面,提供了一种燃料电池的活化装置,包括:第一控制单元,用于第一控制步骤,控制所述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,所述第一电流为所述燃料电池的额定电流;第二控制单元,用于第二控制步骤,控制所述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,所述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,所述第一电压为执行所述第一工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压,所述燃料电池具有多个单体电池,一个所述单体电池对应一个单体电压,所述平均单体电压为多个所述单体电压的平均值;第三控制单元,用于第三控制步骤,控制所述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,所述第二工况为用于增加所述入堆气体的湿度的工况,所述第二电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压;第一确定单元,用于第一确定步骤,确定所述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在所述第二电压与所述第一电压的差值小于所述第一差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,所述第二电流为执行第三工况时所述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,所述第二电流小于等于所述第一电流,所述第三电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压,所述第三工况为用于减小所述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;第四控制单元,用于第四控制步骤,控制所述燃料电池执行所述第三工况,并获取第四电压,其中,所述第四电压为执行所述第三工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压;第二确定单元,用于第二确定步骤,确定所述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在所述第四电压与所述第三电压的差值小于所述第二差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制所述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,所述第三电流为所述燃料电池的怠速电流,所述第四工况为用于增大所述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
根据本申请的再一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。
根据本申请的又一方面,提供了一种电子装置,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行任意一种所述的方法。
应用本申请的技术方案,提供了一种燃料电池的活化方法,首先,控制燃料电池的工作电流为额定电流;控制燃料电池执行用于降低入堆气体的湿度的第一工况,并获取执行第一工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第一电压;然后,控制燃料电池执行用于增加入堆气体的湿度的第二工况,并获取执行第二工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第二电压;确定第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在第二电压与第一电压的差值小于第一差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为执行第三工况时燃料电池的工作电压下降为0时对应的电流,并获取执行第二工况后且燃料电池为第二电流的平均单体电压即第三电压;控制燃料电池执行用于减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,并获取执行第三工况后且燃料电池为第二电流的情况下的平均单体电压即第四电压;确定第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在第四电压与第三电压的差值小于第二差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为怠速电流,并控制燃料电池执行用于增大燃料电池的空气吹扫流量和压力的第四工况直到达到预设时间。由于第一工况和第二工况可以快速解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干的问题,第三工况可以快速解决燃料电池的催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化的问题,第四工况可以快速解决运行环境或存储环境含有污染气体,引起燃料电池的电极反应困难或者物质传输受阻的问题。该燃料电池的活化方法通过将第一工况、第二工况、第三工况以及第四工况这四种性能恢复方法相耦合,可以分别快速解决几种不同的性能损失对应的问题。此外,根据执行不同工况前后的平均单体电压的差值大小,确定相应的工况是否产生效果并解决了对应的性能问题,并快速确定是否进行下一工况,可以将性能恢复时间控制在4-5h,大大缩短活化时间。解决了现有技术燃料电池活化恢复时间较长,时间成本高的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的实施例中提供的一种执行燃料电池的活化方法的移动终端的硬件结构框图;
图2示出了根据本申请的实施例提供的一种燃料电池的活化方法的流程示意图;
图3示出了根据本申请的实施例提供的第一工况的流程示意图;
图4示出了根据本申请的实施例提供的第二工况的流程示意图;
图5示出了根据本申请的实施例提供的第三工况的流程示意图;
图6示出了根据本申请的实施例提供的第四工况的流程示意图;
图7示出了根据本申请的实施例提供的一种燃料电池的活化方法的具体流程示意图;
图8示出了根据本申请的实施例提供的一种燃料电池的活化装置的结构框图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
102、处理器;104、存储器;106、传输设备;108、输入输出设备。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必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,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中燃料电池电堆性能恢复活化方法,通常需要长时间在大电流下持续运行12h甚至更久,为解决燃料电池活化恢复时间成本高的问题,本申请的实施例提供了一种燃料电池的活化方法、燃料电池的活化装置、计算机可读存储介质和电子装置。
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。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例,图1是本发明实施例的一种燃料电池的活化方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示,移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104,其中,上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图1所示的结构仅为示意,其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如,移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序,例如,应用软件的软件程序以及模块,如本发明实施例中的燃料电池的活化方法对应的计算机程序,处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller,简称为NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输设备106可以为射频(Radio Frequency,简称为RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的燃料电池的活化方法,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图2是根据本申请实施例的燃料电池的活化方法的流程图。如图2所示,该方法包括以下步骤:
步骤S201,第一控制步骤,控制上述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,上述第一电流为上述燃料电池的额定电流;
具体地,燃料电池堆是一种将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能及生成热和反应产物的电化学装置。在实际应用中,在进行上述第一控制步骤之前,应启动燃料电池堆,并通入反应气,待燃料电池堆操作条件稳定后,缓慢拉载至额定电流,并进行性能检查,以确定该燃料电池存在性能损失,需进行活化恢复。
步骤S202,第二控制步骤,控制上述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,上述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,上述第一电压为执行上述第一工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压,上述燃料电池具有多个单体电池,一个上述单体电池对应一个单体电压,上述平均单体电压为多个上述单体电压的平均值;
具体地,在实际应用中,通入燃料电池的反应气的湿度一般为30%~70%,通过上述降低入堆气体的湿度的第一工况,在一定工作条件下,可以干燥燃料电池的质子交换膜,激活并恢复质子交换膜通过水合氢离子自发传输水的能力,进一步有助于改善膜电极的结构,以减缓电堆使用期间全寿命周期内的性能衰减,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S203,第三控制步骤,控制上述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,上述第二工况为用于增加上述入堆气体的湿度的工况,上述第二电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压;
具体地,通过上述增加入堆气体的湿度的第二工况,在一定工作条件下,可以达到湿润质子交换膜的目的,解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干,造成较大的质子传输电阻的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S204,第一确定步骤,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,上述第二电流为执行第三工况时上述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,上述第二电流小于等于上述第一电流,上述第三电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压,上述第三工况为用于减小上述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
具体地,由于上述第一电压表征燃料电池进行上述第二工况前的平均单体电压,第二电压表征燃料电池进行上述第二工况后的平均单体电压,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,也就是确定进行上述第二工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第二电压与第一电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第二工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第一差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV。
步骤S205,第四控制步骤,控制上述燃料电池执行上述第三工况,并获取第四电压,其中,上述第四电压为执行上述第三工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压;
具体地,通过上述减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,可以达到还原燃料电池的阴极的催化层氧化物,提升阴极催化层性能的效果,有助于恢复长时间未运行积累的非操作性能损失,以及催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化造成较大的电荷转移损失的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S206,第二确定步骤,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制上述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,上述第三电流为上述燃料电池的怠速电流,上述第四工况为用于增大上述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
具体地,由于上述第三电压表征燃料电池进行上述第三工况前的平均单体电压,第四电压表征燃料电池进行上述第三工况后的平均单体电压,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,也就时确定进行上述第三工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第四电压与第三电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第三工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第二差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV,上述第二差值阈值可以与上述第一差值阈值相同,也可以不相同。通过上述通过输入气体以增大上述燃料电池的吹扫流量的第四工况,可以建立燃料电池的阴极和阳极的压差,加速空气穿过质子交换膜到达阳极侧,实现质子交换膜两侧阴阳极均处于空气氛围的效果,达到恢复由于催化剂受到污染而造成的性能损失的目的。上述预设时间可以为燃料电池的平均单体电压趋于平稳的时间、燃料电池的温度趋于相对稳定的时间、燃料消耗趋于稳定或燃料电池的效率达到相对稳定的时间。
通过本实施例,提供了一种燃料电池的活化方法,首先,控制燃料电池的工作电流为额定电流;控制燃料电池执行用于降低入堆气体的湿度的第一工况,并获取执行第一工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第一电压;然后,控制燃料电池执行用于增加入堆气体的湿度的第二工况,并获取执行第二工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第二电压;确定第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在第二电压与第一电压的差值小于第一差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为执行第三工况时燃料电池的工作电压下降为0时对应的电流,并获取执行第二工况后且燃料电池为第二电流的平均单体电压即第三电压;控制燃料电池执行用于减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,并获取执行第三工况后且燃料电池为第二电流的情况下的平均单体电压即第四电压;确定第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在第四电压与第三电压的差值小于第二差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为怠速电流,并控制燃料电池执行用于增大燃料电池的空气吹扫流量和压力的第四工况直到达到预设时间。由于第一工况和第二工况可以快速解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干的问题,第三工况可以快速解决燃料电池的催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化的问题,第四工况可以快速解决运行环境或存储环境含有污染气体,引起燃料电池的电极反应困难或者物质传输受阻的问题。该燃料电池的活化方法通过将第一工况、第二工况、第三工况以及第四工况这四种性能恢复方法相耦合,可以分别快速解决几种不同的性能损失对应的问题,并根据执行不同工况后的平均单体电压,快速确定是否进行下一工况,可以将性能恢复时间控制在4-5h,大大缩短活化时间。解决了现有技术燃料电池活化恢复时间较长,时间成本高的问题。
具体实现过程中,上述方法还包括:步骤S207,在上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值的情况下,重复上述第三控制步骤和上述第一确定步骤至少一次,并在重复的过程中将上述第一确定步骤中的上述第一电压更新为上一次的重复过程中得到的上述第三控制步骤中的上述第二电压,直到当前次的上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值。该方法可以进一步解决上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值即执行第二工况并未达到理想活化恢复效果的问题,进而进一步实现高效率和全方位的燃料电池电堆性能恢复。
具体地,上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值的情况下,则表明进行上述第二工况后燃料电池的平均单体电压的变化并未趋于平稳,表明上述第二工况对上述燃料电池并未起到理想的恢复性能的活化效果,可以进一步循环上述第三控制步骤和上述第一确定步骤,直到达到理想的恢复性能的活化效果。
为了进一步解决上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值即执行第三工况并未达到理想活化恢复效果的问题,进而进一步实现高效率和全方位的燃料电池电堆性能恢复,本申请的上述方法还包括:步骤S208,在上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值的情况下,重复上述第四控制步骤和上述第二确定步骤至少一次,并在重复的过程中将上述第二确定步骤中的上述第三电压更新为上一次的重复过程中得到的上述第四控制步骤中的上述第四电压,直到当前次的上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值。
具体地,上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值的情况下,则表明进行上述第三工况后燃料电池的平均单体电压的变化并未趋于平稳,表明上述第三工况对上述燃料电池并未起到理想的恢复性能的活化效果,可以进一步循环上述第四控制步骤和上述第二确定步骤,直到达到理想的恢复性能的活化效果。
上述步骤S202还可以通过其他方式实现,例如:步骤S2021,控制上述入堆气体的湿度为0%,并持续第一时间段;步骤S2022,将上述燃料电池的电压在第二时间段内降低至0,并持续第三时间段;步骤S2023,控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。该方法可以进一步简化上述第一工况的执行过程,快速完成上述第一工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间。
具体地,在实际操作的过程中,控制上述入堆气体的湿度为0%,可以通过直接向上述燃料电池中通入干态空气来实现,同时,还可以循环加载高电流-低电流-高电流,达到活化电堆的效果。第一工况的具体流程,如图3所示,首先,将通入燃料电池的空气切换为干态气体,并在额定电流点I1持续稳定运行2min,快速降载至开路,并持续30s,最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点I1。
在一些实施例上,上述步骤S203具体可以通过以下步骤实现:步骤S2031,控制上述入堆气体的湿度为100%,并持续第四时间段;步骤S2032,将上述燃料电池的电压在第五时间段内降低至0,并持续第六时间段;步骤S2033,控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。该方法可以进一步简化上述第二工况的执行过程,快速完成上述第二工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间。
具体地,在实际操作的过程中,控制上述入堆气体的湿度为100%,可以通过直接向上述燃料电池中通入100%加湿的空气来实现,同时,还可以循环加载高电流-低电流-高电流,达到活化电堆的效果。第二工况的具体流程与上述第一工况类似,如图4所示,首先,将通入燃料电池的空气切换为100%加湿的空气,并在额定电流点I1持续稳定运行2min,快速降载至开路,并持续30s,最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点I1。在执行第一工况的最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点,可以保证第一电压是在上述燃料电池的额定电流点的情况下测量得到的。在执行第二工况的最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点,可以保证第二电压是在上述燃料电池的额定电流点的情况下测量得到的,进一步保证上述第二电压与上述第一电压的差值的准确性。
在某些实施例中,上述步骤S205具体可以通过以下步骤实现:步骤S2051,减小上述燃料电池的氧气的初始化学计量比至化学计量比阈值,并持续第七时间段;步骤S2052,将上述燃料电池的氧气的化学计量比恢复至上述初始化学计量比,并维持第八时间段;步骤S2053,控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。该方法可以进一步简化上述第三工况的执行过程,快速完成上述第三工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间。此外,由于上述第三工况不仅可以还原燃料电池的阴极的催化层氧化物,还可以进一步达到还原位于阴极侧的具有氧化性的污染物的效果。
具体地,上述第三工况是空气饥饿工况,上述化学计量比阈值的取值范围为0~1。上述第三工况的具体流程,如图5所示,首先,将电堆电流变载至电流点I2稳定后,开始空气饥饿操作;限制空气计量比,由初始的标称计量比将化学计量比降低到1以下;电堆在此状态持续运行1min;空气计量比恢复至标称计量比;最后,稳定运行5min,待电堆电压稳定,即完成了一个完整的空气饥饿操作。
为了进一步简化上述第四工况的执行过程,快速完成上述第四工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间,在某些实施例中,上述步骤S206具体可以通过以下步骤实现:步骤S2061,降低上述燃料电池的温度至温度阈值,并持续第九时间段;步骤S2062,控制上述燃料电池的工作电流为0;步骤S2063,输入氮气至上述燃料电池的阳极,以稀释上述燃料电池的阳极的气体的浓度;步骤S2064,增大上述燃料电池的阴极压力,并减小上述燃料电池的阳极压力,以使上述阴极压力大于上述阳极压力,并维持第十时间段;步骤S2065,输入氢气至上述燃料电池的阳极。由于上述第四工况可以建立燃料电池的阴极和阳极的压差,加速空气穿过质子交换膜到达阳极侧,还可以进一步达到氧化位于阳极侧的具有还原性的污染物的效果。
具体地,上述第四工况的具体流程如图6所示,首先,将电堆电流降载至怠速电流点I3,稳定后,开始空-空吹扫操作;将电堆温度降低至室温,持续稳定运行10min;将电堆负载降低至开路;在燃料电池的阳极侧通入氮气,稀释氢气,降低氢气浓度;然后,阳极侧停止供应气体,并将阳极侧压力设置为0;将阴极侧空气压力提高,建立阴极和阳极压差;等待30min;阳极重新供给氢气,完成空-空吹扫。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例对本申请的燃料电池的活化方法的实现过程进行详细说明。
本实施例涉及一种具体的燃料电池的活化方法,如图7所示,包括如下步骤:
步骤S1:启动燃料电池堆,通入反应气,待操作条件稳定后缓慢拉载至额定电流点I1进行性能检查,记录平均单体电压V1;
步骤S2:空气切换干气供应,执行干循环N次;
步骤S3:空气切换湿气供应,拉载至额定点I1进行性能检查,记录平均单体电压V2;
步骤S4:执行湿循环1次;
步骤S5:拉载至额定点I1进行性能检查,记录平均单体电压V3;判断V3-V2≥2mV?若否进行步骤S6;若是则V2赋值V3并返回至步骤S4再次执行湿循环;
步骤S6:降载至电流点I2(I2取决于进行空气饥饿时电堆电压恰好降低为0的电流点)进行性能检查,记录平均单体电压V4,在电流点I2执行空气饥饿1次;
步骤S7:在电流点I2稳定运行5min,进行性能检查,记录平均单体电压V5;判断V5-V4≥2mV?若否进行步骤S8;若是则V4赋值V5并返回步骤S6再次执行空气饥饿操作;
步骤S8:拉载至额定点I1,进行性能检查,记录平均单体电压V6;
步骤S9:降载至开路,进行空-空吹扫操作;
步骤S10:活化完成后,进行电堆性能验收,评价电堆活化效果;
步骤S10:降载至开路,按照制造商关机程序关机。
本申请实施例还提供了一种燃料电池的活化装置,需要说明的是,本申请实施例的燃料电池的活化装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于燃料电池的活化方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
以下对本申请实施例提供的燃料电池的活化装置进行介绍。
图8是根据本申请实施例的燃料电池的活化装置的示意图。如图8所示,该装置包括:
第一控制单元10,用于第一控制步骤,控制上述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,上述第一电流为上述燃料电池的额定电流;
具体地,燃料电池堆是一种将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能及生成热和反应产物的电化学装置。在实际应用中,在进行上述第一控制步骤之前,应启动燃料电池堆,并通入反应气,待燃料电池堆操作条件稳定后,缓慢拉载至额定电流,并进行性能检查,以确定该燃料电池存在性能损失,需进行活化恢复。
第二控制单元20,用于第二控制步骤,控制上述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,上述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,上述第一电压为执行上述第一工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压,上述燃料电池具有多个单体电池,一个上述单体电池对应一个单体电压,上述平均单体电压为多个上述单体电压的平均值;
具体地,在实际应用中,通入燃料电池的反应气的湿度一般为30%~70%,通过上述降低入堆气体的湿度的第一工况,在一定工作条件下,可以干燥燃料电池的质子交换膜,激活并恢复质子交换膜通过水合氢离子自发传输水的能力,进一步有助于改善膜电极的结构,以减缓电堆使用期间全寿命周期内的性能衰减,达到恢复燃料电池性能的效果。
第三控制单元30,用于第三控制步骤,控制上述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,上述第二工况为用于增加上述入堆气体的湿度的工况,上述第二电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压;
具体地,通过上述增加入堆气体的湿度的第二工况,在一定工作条件下,可以达到湿润质子交换膜的目的,解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干,造成较大的质子传输电阻的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
第一确定单元40,用于第一确定步骤,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,上述第二电流为执行第三工况时上述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,上述第二电流小于等于上述第一电流,上述第三电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压,上述第三工况为用于减小上述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
具体地,由于上述第一电压表征燃料电池进行上述第二工况前的平均单体电压,第二电压表征燃料电池进行上述第二工况后的平均单体电压,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,也就是确定进行上述第二工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第二电压与第一电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第二工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第一差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV。
第四控制单元50,用于第四控制步骤,控制上述燃料电池执行上述第三工况,并获取第四电压,其中,上述第四电压为执行上述第三工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压;
具体地,通过上述减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,可以达到还原燃料电池的阴极的催化层氧化物,提升阴极催化层性能的效果,有助于恢复长时间未运行积累的非操作性能损失,以及催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化造成较大的电荷转移损失的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
第二确定单元60,用于第二确定步骤,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制上述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,上述第三电流为上述燃料电池的怠速电流,上述第四工况为用于增大上述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
具体地,由于上述第三电压表征燃料电池进行上述第三工况前的平均单体电压,第四电压表征燃料电池进行上述第三工况后的平均单体电压,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,也就时确定进行上述第三工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第四电压与第三电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第三工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第二差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV,上述第二差值阈值可以与上述第一差值阈值相同,也可以不相同。通过上述通过输入气体以增大上述燃料电池的吹扫流量的第四工况,可以建立燃料电池的阴极和阳极的压差,加速空气穿过质子交换膜到达阳极侧,实现质子交换膜两侧阴阳极均处于空气氛围的效果,达到恢复由于催化剂受到污染而造成的性能损失的目的。上述预设时间可以为燃料电池的平均单体电压趋于平稳的时间、燃料电池的温度趋于相对稳定的时间、燃料消耗趋于稳定或燃料电池的效率达到相对稳定的时间。
通过本实施例,提供了一种燃料电池的活化装置,第一控制单元控制燃料电池的工作电流为额定电流;第二控制单元控制燃料电池执行用于降低入堆气体的湿度的第一工况,并获取执行第一工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第一电压;第三控制单元控制燃料电池执行用于增加入堆气体的湿度的第二工况,并获取执行第二工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第二电压;第一确定单元确定第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在第二电压与第一电压的差值小于第一差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为执行第三工况时燃料电池的工作电压下降为0时对应的电流,并获取执行第二工况后燃料电池为第二电流的平均单体电压即第三电压;第四控制单元控制燃料电池执行用于减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,并获取执行第三工况后且燃料电池为第二电流的情况下的平均单体电压即第四电压;第二确定单元确定第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在第四电压与第三电压的差值小于第二差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为怠速电流,并控制燃料电池执行用于增大燃料电池的空气吹扫流量和压力的第四工况直到达到预设时间。由于第一工况和第二工况可以快速解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干的问题,第三工况可以快速解决燃料电池的催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化的问题,第四工况可以快速解决运行环境或存储环境含有污染气体,引起燃料电池的电极反应困难或者物质传输受阻的问题。该燃料电池的活化装置通过将第一工况、第二工况、第三工况以及第四工况这四种性能恢复方法相耦合,可以分别快速解决几种不同的性能损失对应的问题,并根据执行不同工况后的平均单体电压,快速确定是否进行下一工况,可以将性能恢复时间控制在4-5h,大大缩短活化时间。解决了现有技术燃料电池活化恢复时间较长,时间成本高的问题。
作为一种可选的方案,上述装置还包括:第一重复单元,用于在上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值的情况下,重复上述第三控制步骤和上述第一确定步骤至少一次,并在重复的过程中将上述第一确定步骤中的上述第一电压更新为上一次的重复过程中得到的上述第三控制步骤中的上述第二电压,直到当前次的上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值。该装置可以进一步解决上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值即执行第二工况并未达到理想活化恢复效果的问题,进而进一步实现高效率和全方位的燃料电池电堆性能恢复。
具体地,上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值的情况下,则表明进行上述第二工况后燃料电池的平均单体电压的变化并未趋于平稳,表明上述第二工况对上述燃料电池并未起到理想的恢复性能的活化效果,可以进一步循环上述第三控制步骤和上述第一确定步骤,直到达到理想的恢复性能的活化效果。
为了进一步解决上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值即执行第三工况并未达到理想活化恢复效果的问题,进而进一步实现高效率和全方位的燃料电池电堆性能恢复,本申请的上述装置还包括:第二重复单元,用于在上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值的情况下,重复上述第四控制步骤和上述第二确定步骤至少一次,并在重复的过程中将上述第二确定步骤中的上述第三电压更新为上一次的重复过程中得到的上述第四控制步骤中的上述第四电压,直到当前次的上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值。
具体地,上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值的情况下,则表明进行上述第三工况后燃料电池的平均单体电压的变化并未趋于平稳,表明上述第三工况对上述燃料电池并未起到理想的恢复性能的活化效果,可以进一步循环上述第四控制步骤和上述第二确定步骤,直到达到理想的恢复性能的活化效果。
一种可选的方案,上述第二控制单元包括第一控制模块、第一降低模块以及第二控制模块,其中,第一控制模块用于控制上述入堆气体的湿度为0%,并持续第一时间段;第一降低模块用于将上述燃料电池的电压在第二时间段内降低至0,并持续第三时间段;第二控制模块用于控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。该装置可以进一步简化上述第一工况的执行过程,快速完成上述第一工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间。
具体地,在实际操作的过程中,控制上述入堆气体的湿度为0%,可以通过直接向上述燃料电池中通入干态空气来实现,同时,还可以循环加载高电流-低电流-高电流,达到活化电堆的效果。第一工况的具体流程,如图3所示,首先,将通入燃料电池的空气切换为干态气体,并在额定电流点I1持续稳定运行2min,快速降载至开路,并持续30s,最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点I1。
另一种可选的方案中,上述第三控制单元包括第三控制模块、第二降低模块以及第四控制模块,其中,第三控制模块用于控制上述入堆气体的湿度为100%,并持续第四时间段;第二降低模块用于将上述燃料电池的电压在第五时间段内降低至0,并持续第六时间段;第四控制模块用于控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。该装置可以进一步简化上述第二工况的执行过程,快速完成上述第二工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间。
具体地,在实际操作的过程中,控制上述入堆气体的湿度为100%,可以通过直接向上述燃料电池中通入100%加湿的空气来实现,同时,还可以循环加载高电流-低电流-高电流,达到活化电堆的效果。第二工况的具体流程与上述第一工况类似,如图4所示,首先,将通入燃料电池的空气切换为100%加湿的空气,并在额定电流点I1持续稳定运行2min,快速降载至开路,并持续30s,最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点I1。在执行第一工况的最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点,可以保证第一电压是在上述燃料电池的额定电流点的情况下测量得到的。在执行第二工况的最后,将燃料电池快速拉载至额定电流点,可以保证第二电压是在上述燃料电池的额定电流点的情况下测量得到的,进一步保证上述第二电压与上述第一电压的差值的准确性。
在某些实施例中,上述第四控制单元包括减小模块、恢复模块以及第五控制模块,其中,减小模块用于减小上述燃料电池的氧气的初始化学计量比至化学计量比阈值,并持续第七时间段;恢复模块用于将上述燃料电池的氧气的化学计量比恢复至上述初始化学计量比,并维持第八时间段;第五控制模块用于控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。该装置可以进一步简化上述第三工况的执行过程,快速完成上述第三工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间。此外,由于上述第三工况不仅可以还原燃料电池的阴极的催化层氧化物,还可以进一步达到还原位于阴极侧的具有氧化性的污染物的效果。
具体地,上述第三工况是空气饥饿工况,上述化学计量比阈值的取值范围为0~1。上述第三工况的具体流程,如图5所示,首先,将电堆电流变载至电流点I2稳定后,开始空气饥饿操作;限制空气计量比,由初始的标称计量比将化学计量比降低到1以下;电堆在此状态持续运行1min;空气计量比恢复至标称计量比;最后,稳定运行5min,待电堆电压稳定,即完成了一个完整的空气饥饿操作。
为了进一步简化上述第四工况的执行过程,快速完成上述第四工况,进一步减少燃料电池的性能恢复的活化时间,在某些实施例中,上述第二确定单元包括第三降低模块、第六控制模块、第一输入模块、增大模块以及第二输入模块,其中,第三降低模块用于降低上述燃料电池的温度至温度阈值,并持续第九时间段;第六控制模块用于控制上述燃料电池的工作电流为0;第一输入模块用于输入氮气至上述燃料电池的阳极,以稀释上述燃料电池的阳极的气体的浓度;增大模块用于增大上述燃料电池的阴极压力,并减小上述燃料电池的阳极压力,以使上述阴极压力大于上述阳极压力,并维持第十时间段;第二输入模块用于输入氢气至上述燃料电池的阳极。由于上述第四工况可以建立燃料电池的阴极和阳极的压差,加速空气穿过质子交换膜到达阳极侧,还可以进一步达到氧化位于阳极侧的具有还原性的污染物的效果。
具体地,上述第四工况的具体流程如图6所示,首先,将电堆电流降载至怠速电流点I3,稳定后,开始空-空吹扫操作;将电堆温度降低至室温,持续稳定运行10min;将电堆负载降低至开路;在燃料电池的阳极侧通入氮气,稀释氢气,降低氢气浓度;然后,阳极侧停止供应气体,并将阳极侧压力设置为0;将阴极侧空气压力提高,建立阴极和阳极压差;等待30min;阳极重新供给氢气,完成空-空吹扫。
上述燃料电池的活化装置包括处理器和存储器,上述第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第一确定单元、第四控制单元以及第二确定单元等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中;或者,上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来进行燃料电池的活化。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,上述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述燃料电池的活化方法。
具体地,燃料电池的活化方法包括:
步骤S201,第一控制步骤,控制上述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,上述第一电流为上述燃料电池的额定电流;
具体地,燃料电池堆是一种将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能及生成热和反应产物的电化学装置。在实际应用中,在进行上述第一控制步骤之前,应启动燃料电池堆,并通入反应气,待燃料电池堆操作条件稳定后,缓慢拉载至额定电流,并进行性能检查,以确定该燃料电池存在性能损失,需进行活化恢复。
步骤S202,第二控制步骤,控制上述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,上述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,上述第一电压为执行上述第一工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压,上述燃料电池具有多个单体电池,一个上述单体电池对应一个单体电压,上述平均单体电压为多个上述单体电压的平均值;
具体地,在实际应用中,通入燃料电池的反应气的湿度一般为30%~70%,通过上述降低入堆气体的湿度的第一工况,在一定工作条件下,可以干燥燃料电池的质子交换膜,激活并恢复质子交换膜通过水合氢离子自发传输水的能力,进一步有助于改善膜电极的结构,以减缓电堆使用期间全寿命周期内的性能衰减,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S203,第三控制步骤,控制上述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,上述第二工况为用于增加上述入堆气体的湿度的工况,上述第二电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压;具体地,通过上述增加入堆气体的湿度的第二工况,在一定工作条件下,可以达到湿润质子交换膜的目的,解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干,造成较大的质子传输电阻的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S204,第一确定步骤,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,上述第二电流为执行第三工况时上述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,上述第二电流小于等于上述第一电流,上述第三电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压,上述第三工况为用于减小上述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
具体地,由于上述第一电压表征燃料电池进行上述第二工况前的平均单体电压,第二电压表征燃料电池进行上述第二工况后的平均单体电压,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,也就是确定进行上述第二工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第二电压与第一电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第二工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第一差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV。
步骤S205,第四控制步骤,控制上述燃料电池执行上述第三工况,并获取第四电压,其中,上述第四电压为执行上述第三工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压;具体地,通过上述减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,可以达到还原燃料电池的阴极的催化层氧化物,提升阴极催化层性能的效果,有助于恢复长时间未运行积累的非操作性能损失,以及催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化造成较大的电荷转移损失的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S206,第二确定步骤,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制上述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,上述第三电流为上述燃料电池的怠速电流,上述第四工况为用于增大上述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
具体地,由于上述第三电压表征燃料电池进行上述第三工况前的平均单体电压,第四电压表征燃料电池进行上述第三工况后的平均单体电压,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,也就时确定进行上述第三工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第四电压与第三电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第三工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第二差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV,上述第二差值阈值可以与上述第一差值阈值相同,也可以不相同。通过上述通过输入气体以增大上述燃料电池的吹扫流量的第四工况,可以建立燃料电池的阴极和阳极的压差,加速空气穿过质子交换膜到达阳极侧,实现质子交换膜两侧阴阳极均处于空气氛围的效果,达到恢复由于催化剂受到污染而造成的性能损失的目的。上述预设时间可以为燃料电池的平均单体电压趋于平稳的时间、燃料电池的温度趋于相对稳定的时间、燃料消耗趋于稳定或燃料电池的效率达到相对稳定的时间。
可选地,上述方法还包括:在上述第二电压与上述第一电压的差值大于等于上述第一差值阈值的情况下,重复上述第三控制步骤和上述第一确定步骤至少一次,并在重复的过程中将上述第一确定步骤中的上述第一电压更新为上一次的重复过程中得到的上述第三控制步骤中的上述第二电压,直到当前次的上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值。
可选地,上述方法还包括:在上述第四电压与上述第三电压的差值大于等于上述第二差值阈值的情况下,重复上述第四控制步骤和上述第二确定步骤至少一次,并在重复的过程中将上述第二确定步骤中的上述第三电压更新为上一次的重复过程中得到的上述第四控制步骤中的上述第四电压,直到当前次的上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值。
可选地,控制上述燃料电池执行第一工况,包括:控制上述入堆气体的湿度为0%,并持续第一时间段;将上述燃料电池的电压在第二时间段内降低至0,并持续第三时间段;控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。
可选地,控制上述燃料电池执行第二工况,包括:控制上述入堆气体的湿度为100%,并持续第四时间段;将上述燃料电池的电压在第五时间段内降低至0,并持续第六时间段;控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。
可选地,控制上述燃料电池执行第三工况,包括:减小上述燃料电池的氧气的初始化学计量比至化学计量比阈值,并持续第七时间段;将上述燃料电池的氧气的化学计量比恢复至上述初始化学计量比,并维持第八时间段;控制上述燃料电池的工作电流为上述第一电流。
可选地,控制上述燃料电池执行第四工况,包括:降低上述燃料电池的温度至温度阈值,并持续第九时间段;控制上述燃料电池的工作电流为0;输入氮气至上述燃料电池的阳极,以稀释上述燃料电池的阳极的气体的浓度;增大上述燃料电池的阴极压力,并减小上述燃料电池的阳极压力,以使上述阴极压力大于上述阳极压力,并维持第十时间段;输入氢气至上述燃料电池的阳极。
本发明实施例提供了一种处理器,上述处理器用于运行程序,其中,上述程序运行时执行上述燃料电池的活化方法。
具体地,燃料电池的活化方法包括:
步骤S201,第一控制步骤,控制上述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,上述第一电流为上述燃料电池的额定电流;
具体地,燃料电池堆是一种将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能及生成热和反应产物的电化学装置。在实际应用中,在进行上述第一控制步骤之前,应启动燃料电池堆,并通入反应气,待燃料电池堆操作条件稳定后,缓慢拉载至额定电流,并进行性能检查,以确定该燃料电池存在性能损失,需进行活化恢复。
步骤S202,第二控制步骤,控制上述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,上述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,上述第一电压为执行上述第一工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压,上述燃料电池具有多个单体电池,一个上述单体电池对应一个单体电压,上述平均单体电压为多个上述单体电压的平均值;
具体地,在实际应用中,通入燃料电池的反应气的湿度一般为30%~70%,通过上述降低入堆气体的湿度的第一工况,在一定工作条件下,可以干燥燃料电池的质子交换膜,激活并恢复质子交换膜通过水合氢离子自发传输水的能力,进一步有助于改善膜电极的结构,以减缓电堆使用期间全寿命周期内的性能衰减,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S203,第三控制步骤,控制上述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,上述第二工况为用于增加上述入堆气体的湿度的工况,上述第二电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压;
具体地,通过上述增加入堆气体的湿度的第二工况,在一定工作条件下,可以达到湿润质子交换膜的目的,解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干,造成较大的质子传输电阻的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S204,第一确定步骤,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,上述第二电流为执行第三工况时上述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,上述第二电流小于等于上述第一电流,上述第三电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压,上述第三工况为用于减小上述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
具体地,由于上述第一电压表征燃料电池进行上述第二工况前的平均单体电压,第二电压表征燃料电池进行上述第二工况后的平均单体电压,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,也就是确定进行上述第二工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第二电压与第一电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第二工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第一差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV。
步骤S205,第四控制步骤,控制上述燃料电池执行上述第三工况,并获取第四电压,其中,上述第四电压为执行上述第三工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压;
具体地,通过上述减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,可以达到还原燃料电池的阴极的催化层氧化物,提升阴极催化层性能的效果,有助于恢复长时间未运行积累的非操作性能损失,以及催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化造成较大的电荷转移损失的问题,达到恢复燃料电池性能的效果。
步骤S206,第二确定步骤,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制上述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,上述第三电流为上述燃料电池的怠速电流,上述第四工况为用于增大上述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
具体地,由于上述第三电压表征燃料电池进行上述第三工况前的平均单体电压,第四电压表征燃料电池进行上述第三工况后的平均单体电压,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,也就时确定进行上述第三工况后燃料电池的平均单体电压的变化是否趋于平稳,在第四电压与第三电压的差值很小即平均单体电压的变化趋于平稳的情况下,则表明上述第三工况对上述燃料电池起到恢复性能的活化效果。上述第二差值阈值为趋近于0的值,其取值范围可以为1mV~5mV,上述第二差值阈值可以与上述第一差值阈值相同,也可以不相同。通过上述通过输入气体以增大上述燃料电池的吹扫流量的第四工况,可以建立燃料电池的阴极和阳极的压差,加速空气穿过质子交换膜到达阳极侧,实现质子交换膜两侧阴阳极均处于空气氛围的效果,达到恢复由于催化剂受到污染而造成的性能损失的目的。上述预设时间可以为燃料电池的平均单体电压趋于平稳的时间、燃料电池的温度趋于相对稳定的时间、燃料消耗趋于稳定或燃料电池的效率达到相对稳定的时间。
本发明实施例提供了一种设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现至少以下步骤:
步骤S201,第一控制步骤,控制上述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,上述第一电流为上述燃料电池的额定电流;
步骤S202,第二控制步骤,控制上述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,上述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,上述第一电压为执行上述第一工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压,上述燃料电池具有多个单体电池,一个上述单体电池对应一个单体电压,上述平均单体电压为多个上述单体电压的平均值;
步骤S203,第三控制步骤,控制上述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,上述第二工况为用于增加上述入堆气体的湿度的工况,上述第二电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压;
步骤S204,第一确定步骤,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,上述第二电流为执行第三工况时上述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,上述第二电流小于等于上述第一电流,上述第三电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压,上述第三工况为用于减小上述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
步骤S205,第四控制步骤,控制上述燃料电池执行上述第三工况,并获取第四电压,其中,上述第四电压为执行上述第三工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压;步骤S206,第二确定步骤,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制上述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,上述第三电流为上述燃料电池的怠速电流,上述第四工况为用于增大上述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序:
步骤S201,第一控制步骤,控制上述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,上述第一电流为上述燃料电池的额定电流;
步骤S202,第二控制步骤,控制上述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,上述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,上述第一电压为执行上述第一工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压,上述燃料电池具有多个单体电池,一个上述单体电池对应一个单体电压,上述平均单体电压为多个上述单体电压的平均值;
步骤S203,第三控制步骤,控制上述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,上述第二工况为用于增加上述入堆气体的湿度的工况,上述第二电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第一电流的情况下的平均单体电压;
步骤S204,第一确定步骤,确定上述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在上述第二电压与上述第一电压的差值小于上述第一差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,上述第二电流为执行第三工况时上述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,上述第二电流小于等于上述第一电流,上述第三电压为执行上述第二工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压,上述第三工况为用于减小上述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
步骤S205,第四控制步骤,控制上述燃料电池执行上述第三工况,并获取第四电压,其中,上述第四电压为执行上述第三工况后上述燃料电池的工作电流为上述第二电流的情况下的平均单体电压;
步骤S206,第二确定步骤,确定上述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在上述第四电压与上述第三电压的差值小于上述第二差值阈值的情况下,控制上述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制上述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,上述第三电流为上述燃料电池的怠速电流,上述第四工况为用于增大上述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,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、商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、商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,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
1)、本申请的燃料电池的活化方法,首先,控制燃料电池的工作电流为额定电流;控制燃料电池执行用于降低入堆气体的湿度的第一工况,并获取执行第一工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第一电压;然后,控制燃料电池执行用于增加入堆气体的湿度的第二工况,并获取执行第二工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第二电压;确定第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在第二电压与第一电压的差值小于第一差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为执行第三工况时燃料电池的工作电压下降为0时对应的电流,并获取执行第二工况后且燃料电池为第二电流的平均单体电压即第三电压;控制燃料电池执行用于减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,并获取执行第三工况后且燃料电池为第二电流的情况下的平均单体电压即第四电压;确定第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在第四电压与第三电压的差值小于第二差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为怠速电流,并控制燃料电池执行用于增大燃料电池的空气吹扫流量和压力的第四工况直到达到预设时间。由于第一工况和第二工况可以快速解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干的问题,第三工况可以快速解决燃料电池的催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化的问题,第四工况可以快速解决运行环境或存储环境含有污染气体,引起燃料电池的电极反应困难或者物质传输受阻的问题。该燃料电池的活化方法通过将第一工况、第二工况、第三工况以及第四工况这四种性能恢复方法相耦合,可以分别快速解决几种不同的性能损失对应的问题,并根据执行不同工况后的平均单体电压,快速确定是否进行下一工况,可以将性能恢复时间控制在4-5h,大大缩短活化时间。解决了现有技术燃料电池活化恢复时间较长,时间成本高的问题。
2)、本申请的燃料电池的活化装置中,第一控制单元控制燃料电池的工作电流为额定电流;第二控制单元控制燃料电池执行用于降低入堆气体的湿度的第一工况,并获取执行第一工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第一电压;第三控制单元控制燃料电池执行用于增加入堆气体的湿度的第二工况,并获取执行第二工况后且燃料电池为第一电流情况下的平均单体电压即第二电压;第一确定单元确定第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在第二电压与第一电压的差值小于第一差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为执行第三工况时燃料电池的工作电压下降为0时对应的电流,并获取执行第二工况后燃料电池为第二电流的平均单体电压即第三电压;第四控制单元控制燃料电池执行用于减小燃料电池的氧气的化学计量比的第三工况,并获取执行第三工况后且燃料电池为第二电流的情况下的平均单体电压即第四电压;第二确定单元确定第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在第四电压与第三电压的差值小于第二差值阈值的情况下,控制燃料电池的工作电流为怠速电流,并控制燃料电池执行用于增大燃料电池的空气吹扫流量和压力的第四工况直到达到预设时间。由于第一工况和第二工况可以快速解决燃料电池的质子交换膜长时间处于干燥的存储环境中,引起膜干的问题,第三工况可以快速解决燃料电池的催化剂长时间暴露在氧化环境中发生氧化的问题,第四工况可以快速解决运行环境或存储环境含有污染气体,引起燃料电池的电极反应困难或者物质传输受阻的问题。该燃料电池的活化装置通过将第一工况、第二工况、第三工况以及第四工况这四种性能恢复方法相耦合,可以分别快速解决几种不同的性能损失对应的问题,并根据执行不同工况后的平均单体电压,快速确定是否进行下一工况,可以将性能恢复时间控制在4-5h,大大缩短活化时间。解决了现有技术燃料电池活化恢复时间较长,时间成本高的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池的活化方法,其特征在于,包括:
第一控制步骤,控制所述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,所述第一电流为所述燃料电池的额定电流;
第二控制步骤,控制所述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,所述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,所述第一电压为执行所述第一工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压,所述燃料电池具有多个单体电池,一个所述单体电池对应一个单体电压,所述平均单体电压为多个所述单体电压的平均值;
第三控制步骤,控制所述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,所述第二工况为用于增加所述入堆气体的湿度的工况,所述第二电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压;
第一确定步骤,确定所述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在所述第二电压与所述第一电压的差值小于所述第一差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,所述第二电流为执行第三工况时所述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,所述第二电流小于等于所述第一电流,所述第三电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压,所述第三工况为用于减小所述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
第四控制步骤,控制所述燃料电池执行所述第三工况,并获取第四电压,其中,所述第四电压为执行所述第三工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压;
第二确定步骤,确定所述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在所述第四电压与所述第三电压的差值小于所述第二差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制所述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,所述第三电流为所述燃料电池的怠速电流,所述第四工况为用于增大所述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述第二电压与所述第一电压的差值大于等于所述第一差值阈值的情况下,重复所述第三控制步骤和所述第一确定步骤至少一次,并在重复的过程中将所述第一确定步骤中的所述第一电压更新为上一次的重复过程中得到的所述第三控制步骤中的所述第二电压,直到当前次的所述第二电压与所述第一电压的差值小于所述第一差值阈值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述第四电压与所述第三电压的差值大于等于所述第二差值阈值的情况下,重复所述第四控制步骤和所述第二确定步骤至少一次,并在重复的过程中将所述第二确定步骤中的所述第三电压更新为上一次的重复过程中得到的所述第四控制步骤中的所述第四电压,直到当前次的所述第四电压与所述第三电压的差值小于所述第二差值阈值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制所述燃料电池执行第一工况,包括:
控制所述入堆气体的湿度为0%,并持续第一时间段;
将所述燃料电池的电压在第二时间段内降低至0,并持续第三时间段;
控制所述燃料电池的工作电流为所述第一电流。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制所述燃料电池执行第二工况,包括:
控制所述入堆气体的湿度为100%,并持续第四时间段;
将所述燃料电池的电压在第五时间段内降低至0,并持续第六时间段;
控制所述燃料电池的工作电流为所述第一电流。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制所述燃料电池执行第三工况,包括:
减小所述燃料电池的氧气的初始化学计量比至化学计量比阈值,并持续第七时间段;
将所述燃料电池的氧气的化学计量比恢复至所述初始化学计量比,并维持第八时间段;
控制所述燃料电池的工作电流为所述第一电流。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制所述燃料电池执行第四工况,包括:
降低所述燃料电池的温度至温度阈值,并持续第九时间段;
控制所述燃料电池的工作电流为0;
输入氮气至所述燃料电池的阳极,以稀释所述燃料电池的阳极的气体的浓度;
增大所述燃料电池的阴极压力,并减小所述燃料电池的阳极压力,以使所述阴极压力大于所述阳极压力,并维持第十时间段;
输入氢气至所述燃料电池的阳极。
8.一种燃料电池的活化装置,其特征在于,包括:
第一控制单元,用于第一控制步骤,控制所述燃料电池的工作电流为第一电流,其中,所述第一电流为所述燃料电池的额定电流;
第二控制单元,用于第二控制步骤,控制所述燃料电池执行第一工况,并获取第一电压,其中,所述第一工况为用于降低入堆气体的湿度的工况,所述第一电压为执行所述第一工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压,所述燃料电池具有多个单体电池,一个所述单体电池对应一个单体电压,所述平均单体电压为多个所述单体电压的平均值;
第三控制单元,用于第三控制步骤,控制所述燃料电池执行第二工况,并获取第二电压,其中,所述第二工况为用于增加所述入堆气体的湿度的工况,所述第二电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第一电流的情况下的平均单体电压;
第一确定单元,用于第一确定步骤,确定所述第二电压与第一电压的差值是否小于第一差值阈值,在所述第二电压与所述第一电压的差值小于所述第一差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第二电流,并获取第三电压,其中,所述第二电流为执行第三工况时所述燃料电池的电压下降为0时对应的电流,所述第二电流小于等于所述第一电流,所述第三电压为执行所述第二工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压,所述第三工况为用于减小所述燃料电池的氧气的化学计量比的工况;
第四控制单元,用于第四控制步骤,控制所述燃料电池执行所述第三工况,并获取第四电压,其中,所述第四电压为执行所述第三工况后所述燃料电池的工作电流为所述第二电流的情况下的平均单体电压;
第二确定单元,用于第二确定步骤,确定所述第四电压与第三电压的差值是否小于第二差值阈值,在所述第四电压与所述第三电压的差值小于所述第二差值阈值的情况下,控制所述燃料电池的工作电流为第三电流,并控制所述燃料电池执行第四工况直到达到预设时间,其中,所述第三电流为所述燃料电池的怠速电流,所述第四工况为用于增大所述燃料电池的空气吹扫流量和压力的工况。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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Legal Events
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