CN117766810A - 燃料电池的活化方法、电子设备和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供燃料电池的活化方法和电子设备。该方法包括:测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点;根据所述极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,用于进行下一轮活化循环。因此能够通过该下一轮活化循环的特性曲线进行下一轮活化循环,进而实现对该燃料电池的循环活化。
Description
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域,具体而言,涉及燃料电池的活化方法、电子设备和用电设备。
背景技术
燃料电池在测试和使用之前,或在燃料电池长期存放之后,通常需要先对其进行活化,从而疏通电堆中的气体通路、激活催化剂等,进而提高燃料电池输出性能,因此如何对燃料电池进行活化,对于燃料电池的输出性能而言,是至关重要的。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供燃料电池的活化方法、电子设备和用电设备,用于解决现有技术中的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种燃料电池的活化方法,包括:
测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点;
根据所述极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,用于进行下一轮活化循环。
优选的,根据所述极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:根据所述极限状态点所对应的工作参数,确定下一轮活化循环的特性曲线的参数,以确定所述下一轮活化循环的特性曲线。
优选的,所述目标特性曲线设有多个标定状态点;所述目标特性曲线被所述的多个标定状态点划分为多个标定区间;各个标定区间分别关联对应的特性曲线;以及,
根据所述极限状态点所对应的工作参数,确定下一轮活化循环的特性曲线的参数,以确定所述下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
根据所述极限状态点所对应的工作参数,确定所述极限状态点在所述目标特性曲线上所属的标定区间;
将所述极限状态点所属的标定区间所关联的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
优选的,所述目标特性曲线设置有两个标定状态点,所述目标特性曲线被所述的两个标定状态点划分为三个标定区间,其中,第一个标定区间关联当前活化档位的前一个活化档位的特性曲线,第二个标定区间关联所述目标特性曲线,其中,所述目标特性曲线具体为当前活化档位的特性曲线,第三个标定区间关联当前活化档位的后一个活化档位的特性曲线;以及,
将所述极限状态点所属的标定区间所关联的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第一个标定区间的情况下,将前一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第二个标定区间的情况下,将所述目标特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
优选的,在所述极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,判断所述当前活化档位是否为最高活化档位;
若否,则将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
优选的,所述方法还包括:
预先设置多条特性曲线;
确定各条特性曲线中的标定状态点。
优选的,确定各条特性曲线中的标定状态点,具体包括:
根据等状态曲线与各条特性曲线的交点,确定各条特性曲线中的标定状态点,其中,所述等状态曲线具体为在维持所述燃料电池的供气条件和运行温度不变的情况下,在逐渐减小输出电流的过程中,所述燃料电池电堆的输出电压与输出电流所形成的曲线。
优选的,所述极限状态点具体为最小电压;所述标定状态点具体为标定电压;以及,
在确定所述极限状态点在所述目标特性曲线上的位置所属的标定区间之前,所述方法还包括:
判断所述最小电压是否大于所设定的电压上限值;
若是,则中止对所述燃料电池的活化循环;或,
若否,则确定所述极限状态点在所述目标特性曲线上的位置所属的标定区间。
本申请实施例第二方面提供了一种用电设备,所述用电设备中设置有燃料电池;以及,通过本申请实施例所提供的活化方法,对所述燃料电池进行活化。
本申请实施例第三方面提供了一种电子设备,包括:
存储器,用以存储计算机程序;
处理器,用以执行本申请方法实施例中任一项所述的方法。
采用本申请实施例所提供的燃料电池的活化方法,包括测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着该目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点,然后根据该极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,从而能够通过该下一轮活化循环的特性曲线进行下一轮活化循环,进而实现对该燃料电池的循环活化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的,燃料电池的活化方法的具体流程示意图;
图2为本申请一实施例提供的,不同等级活化档位以及分别所对应的特性曲线的示意图;
图3为本申请另一实施例提供的,不同等级活化档位以及分别所对应的特性曲线的示意图;
图4为本申请一实施例提供的,燃料电池的活化装置的具体结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的,电子设备的具体结构示意图。
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描述。在本申请的描述中,诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性或先后顺序。
如前所述,燃料电池在测试和使用之前,或在燃料电池长期存放之后,通常需要先对其进行活化,从而疏通电堆中的气体通路、激活催化剂等,进而提高燃料电池的输出性能。
基于此,本申请实施例提供了一种燃料电池的活化方法、装置、电子设备和用电设备,能够对燃料电池进行活化,从而提高燃料电池的输出性能。其中,该燃料电池可以是设置于车辆等用电设备中的燃料电池,该燃料电池在使用和测试之前,或在长期存放之后,通常需要先进行活化,从而提高其输出性能。
另外,该燃料电池的电堆可以包括多个电池单体,这些电池单体可以以串联和/或并联的方式组合成该燃料电池的电堆,比如,各个电池单体依次串联,从而组合成该燃料电池的电堆。
需要说明的是,为了便于理解本申请实施例后续所提供的方法,这里可以先对本申请的整体策略进行说明。本申请实施例对燃料电池的活化过程,被划分为多轮活化循环,并且在每轮活化循环中,均是采用特性曲线控制策略来控制燃料电池工作参数(包括电流、电流密度、电压等)的输出。其中,根据特性曲线控制策略,通过燃料电池输出电能控制模块的自动反馈控制,使得燃料电池所输出的电流(也可以是电流密度)和电压符合或趋近于特性曲线中电流和电压之间的对应关系,其中,特性曲线的横坐标为电流(也可以为电流密度),纵坐标为电压(也可以为单元电压、输出功率等)。比如,针对特性曲线上的某个点,燃料电池将该点所对应的电流和电压作为工作参数进行输出。
在此特性曲线控制策略下,电堆输出电能大小由阴极与阳极的供气条件直接控制。例如供气流量大,压力高,则电堆输出电流大或输出电压高;反之,供气流量小,压力低,则电堆输出电流小或输出电压低。
此时,可以将活化过程中的各轮活化循环分别作为当前活化循环,在当前活化循环,可以通过执行本申请实施例所提供的方法,对燃料电池进行活化;另外,对于当前活化循环而言,其之后的一轮活化循环,可以称之为下一轮活化循环,其之前的一轮活化循环,可以称之为上一轮活化循环。
如图1所示为本申请实施例所提供的,燃料电池的活化方法的具体流程示意图,该方法包括如下步骤:
步骤S11:确定当前活化循环的目标特性曲线。
其中,对于该步骤S11的具体实现方式可以有多种,比如一种方式可以是,预先设置多条特性曲线,此时在该步骤S11中,可以从多个特性曲线中,确定当前活化循环的特性曲线,即该目标特性曲线。比如,考虑到燃料电池实际应用场景的复杂化,因此通常会针对燃料电池设置多个不同的输出档位,相应的,本申请在对燃料电池进行活化的过程中,设置了多个不同等级的活化档位,此时可以将预先设定的这些特性曲线分别关联对应的活化档位,其中,这些活化档位可以包括最高等级的活化档位、最低等级的活化档位等。
如图2所示为实际应用中所设定的不同等级活化档位,以及分别所对应的特性曲线,具体来说,该图2的示例中设置有4个等级的活化档位,分别为A1、A2、A3、A4,其中,A4等级的活化档位为最高等级的活化档位,在该A4等级的活化档位所对应的特性曲线中,电压随电流的变化幅度相对最小,A1为最低等级的活化档位,在该A1等级的活化档位所对应的特性曲线中,电压随电流的变化幅度相对最大。
另外,对于该步骤S11的具体实现方式,可以是在上一轮活化循环作为当前活化循环,来执行本申请实施例所提供的方式时,所确定出的该目标特性曲线。
另外,在刚开始对燃料电池进行活化时的第一轮活化循环中,该步骤S11的实现方式可以是,将这些特性曲线中的任意一个特性曲线,确定为当前活化循环的该目标特性曲线,当然,考虑到最高等级的活化档位所对应的特性曲线中,电压随电流的变化幅度相对最小,因此还可以将最高等级的活化档位所对应的特性曲线,确定为当前活化循环的目标特性曲线。
步骤S12:测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着该目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点。
该预定运行参数可以是燃料电池预定输出的电流密度、功率、电压等,相应的,该预定运行参数下的极限状态点具体包括:最大输出电流、最大输出功率或最小输出电压。具体来说,比如该预定运行参数具体为电流密度时,相应的极限状态点具体为最大输出电流,该预定运行参数具体为功率时,相应的极限状态点具体为最大输出功率,该预定运行参数具体为电压时,相应的极限状态点具体为最小输出电压。另外,燃料电池预定以某个功率进行电力输出,此时该功率即为预定运行参数,此时,在该步骤S12中,需要测定的是,该燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着该目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点。
这里可以以极限状态点具体为最小输出电压为例,对该步骤S12进行说明。此时,在通过上述的步骤S11确定出当前活化循环的目标特性曲线之后,运行该燃料电池,比如向燃料电池的阴极和阳极分别通入足量的空气和氢气,从而运行该燃料电池,使该燃料电池处于当前活化循环的运行过程中,进而输出电流和电压。如前所示,此时由于采用的是特性曲线控制策略,燃料电池所输出的电流和电压,符合或趋近于该目标特性曲线中电流和电压之间的对应关系,因此能够在当前活化循环中,持续地沿着目标特性曲线输出电流和电压,对该燃料电池进行循环活化,具体来说,还可以通过逐步升高该燃料电池所输出的电流,促使该燃料电池所输出的电压不断降低,直至达到沿着该目标特性曲线移动所能达到的最小电压,该最小电压反映了该燃料电池以当前输出性能的极限。
需要说明的是,燃料电池在当前活化循环的运行过程中,比如可以先向燃料电池的阴极和阳极分别通入足量的空气和氢气,以运行该燃料电池,然后再以目标特性曲线中容易达到的电流和电压进行循环输出一段时间,在燃料电池能够稳定输出之后,再逐步升高该燃料电池所输出的电流,从而促使该燃料电池所输出的电压不断降低,直至达到沿着该目标特性曲线移动所能达到的最小电压,该方式所测得的最小电压准确性相对更高。
当然,基于相同的原理,该极限状态点还可以是最大输出电流和最大输出功率等,这样,该极限状态点能够表征该燃料电池的输出性能,比如,最大输出电流越大、最大输出功率越高、最小输出电压越小时,说明该燃料电池的输出性能越好。
步骤S13:根据该极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线。
其中,该下一轮活化循环的特性曲线,能够用于当前活化循环的下一轮活化循环,从而对燃料电池进行下一轮活化循环的循环活化。
对于该步骤S13的具体实现方式通常可以有多种,比如可以根据该极限状态点所对应的工作参数,来确定下一轮活化循环的特性曲线,具体来说,通常可以根据该极限状态点所对应的工作参数(比如,该工作参数可以为电流和电压,也可以为其他的工作参数),来确定下一轮活化循环的特性曲线的参数,进而确定下一轮活化循环的特性曲线。
特别是,如前所述,通常可以预先设置多条特性曲线,此时还可以进一步针对各条特性曲线,确定各条特性曲线中的标定状态点,比如针对某一条特性曲线,可以设有一个或多个标定状态点,此时这些标定状态点中,两两相邻的标定状态点能够将该特性曲线划分为多个标定区间,还进一步的,可以将各个标定区间分别关联对应的特性曲线。比如,可以向各条特性曲线分配对应的编号,将各个标定区间分别关联对应特性曲线的编号,从而实现各个标定区间与对应特性曲线之间的关联。
此时,该目标特性曲线也设有多个标定状态点,该目标特性曲线也被多个标定状态点划分为多个标定区间,并且各个标定区间也分别关联对应的特性曲线。对于该步骤S13的实现方式而言,可以先根据极限状态点所对应的工作参数,来确定该极限状态点在该目标特性曲线上所属的标定区间,比如可以根据该极限状态点与目标特性曲线中各个标定状态点之间的相对位置关系,来确定该极限状态点在该目标特性曲线上所属的标定区间,然后将该极限状态点所属的标定区间所关联的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线,也就是说,将该标定区间所关联的特性曲线的参数,作为下一轮活化循环的特性曲线的参数。
其中,对应于上述的极限状态点,该标定状态点可以具体包括标定电压、标定电流、标定功率等。比如,在该极限状态点具体为最小输出电压的情况下,该标定状态点具体为标定电压;在该极限状态点具体为最大输出功率的情况下,该标定状态点具体为标定功率;在该极限状态点具体为最大输出电流的情况下,该标定状态点具体为标定电流。
比如,该标定电压具体指,特性曲线中标定点的电压,该标定点是指特性曲线中被标定的点,该点的横坐标为电流(或电流密度),纵坐标即为电压,因此也就是说,该标定电压具体是标定点纵坐标的值。比如,结合上述的图2所示,在A4等级的活化档位所对应的特性曲线中,设置有标定电压C41、C42;在A3等级的活化档位所对应的特性曲线中,设置有标定电压C31、C32;在A2等级的活化档位所对应的特性曲线中,设置有标定电压C21、C22;在A1等级的活化档位所对应的特性曲线中,设置有标定电压C11。
基于相同的原理,该标定电流具体指,特性曲线中标定点的电流,即特性曲线的横坐标;该标定功率具体指,特性曲线中标定点的功率,即特性曲线的横坐标(电流)与纵坐标(电压)的乘积。
在一个实施例中,该目标特性曲线设置有两个标定状态点,这样该目标特性曲线,能够被这两个标定状态点划分为三个标定区间,其中,第二个标定区间关联该目标特性曲线,该目标特性曲线也就是当前活化档位的特性曲线;第一个标定区间关联当前活化档位的前一个活化档位,第三个标定区间关联当前活化档位的后一个活化档位的特性曲线。
此时,将该极限状态点所属的标定区间所关联的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线,可以具体包括,在该极限状态点所属的标定区间具体为第一个标定区间的情况下,将前一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;在该极限状态点所属的标定区间具体为第二个标定区间的情况下,将所述目标特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;或,在该极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
比如,结合上述的图2所示,此时,该极限状态点具体为最小电压,该标定状态点具体为标定电压,目标特性曲线具体指A3等级的活化档位所对应的特性曲线,该目标特性曲线被标定电压C31和C32划分为了三个标定区间,分别为第一个标定区间L1、第二个标定区间L2和第三个标定区间L3;此时,燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着该目标特性曲线移动所能达到的最小电压为B,在该最小电压B所属的标定区间具体为第一个标定区间L1的情况下,将当前活化档位A3的前一个活化档位A2,确定为下一轮活化循环活化档位的等级,相应的,将前一个活化档位的特性曲线,即A2等级的活化档位所对应的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;在该最小电压B所属的标定区间具体为第二个标定区间L2的情况下,将当前活化档位A3,确定为下一轮活化循环活化档位的等级,相应的,将该目标特性曲线确定为下一轮活化循环的特性曲线;在该最小电压B所属的标定区间具体为第三个标定区间L3的情况下,将当前活化档位的后一个活化档位A4,确定为下一轮活化循环活化档位的等级,相应的,将下一个活化档位的特性曲线,即A4等级的活化档位所对应的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
其中,该第一个标定区间L1的电压小于标定电压C31,该第二个标定区间L2的电压大于或等于标定电压C31,并且小于标定电压C32,该第三个标定区间L3的电压大于或等于标定电压C32。
另外,在该最小电压所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,将当前活化档位的后一个活化档位,确定为下一轮活化循环活化档位的等级,还可以具体包括,在该最小电压所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,先判断该当前活化档位是否为活化档位的最高等级(比如上述的A4等级),若否,则说明还没有活化完成,可以进一步将当前活化档位的后一个活化档位,确定为下一轮活化循环活化档位的等级,进而将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;或,若是,一种处理方式可以是直接中止对该燃料电池的活化循环,另一种处理方式可以是,继续将目标特性曲线确定为下一轮活化循环的特性曲线,从而在下一轮活化循环中,继续以该目标特性曲线进行循环测试,当然也可以设定循环次数阈值,这样在后续继续以该目标特性曲线进行循环测试的过程中,若循环的次数大于或等于该循环次数阈值,此时也可以中止对该燃料电池的活化循环。
需要进一步说明的是,上述仅以在当前活化循环的目标特性曲线设置两个标定电压为例,在实际应用中,所设置的标定电压的数量还可以为1个、3个或其他数量,通过这些标定电压使目标特性曲线被划分为多个标定区间,各个标定区间分别关联对应的活化曲线,进而能够将最小电压所属的标定区间所关联的活化曲线,确定为下一轮活化循环的活化曲线。并且,在确定出下一轮活化循环的活化曲线之后,能够通过下一轮活化循环的活化曲线进行下一轮活化循环,进而在下一轮活化循环中,执行本申请实施例所提供的方法。
当然,若该标定状态点具体为标定电流、标定功率,也可基于相同的原理来实现本申请实施例所提供的方法,这里对此不再一一说明。
采用本申请实施例所提供的燃料电池的活化方法,包括测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着该目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点,然后根据该极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,从而能够通过该下一轮活化循环的特性曲线进行下一轮活化循环,进而实现对该燃料电池的循环活化。
在实际应用中,通常还可以通过另一种方式对燃料电池进行活化,比如先设定燃料电池所输出电流的最大值,然后在该最大值的范围内,通过控制燃料电池实际输出电流的大小,进行一段时间的放电,来实现对燃料电池的活化,但该活化方式相对于本申请上述实施例所提供方法而言,该燃料电池所输出电流最大值的最大值通常难以设定,此时若设置的过大,容易对燃料电池造成损伤,反之若设置的过小,难以对燃料电池进行充分的活化。
而本申请上述实施例所提供方法,通过确定出当前活化循环的目标特性曲线,进而测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着该目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点,进而根据该极限状态点来确定下一轮活化循环的特性曲线,进而能够进行下一轮活化循环,通过这样不断地进行活化循环等方式,能够充分地对燃料电池进行活化。
需要进一步说明的是,在本申请实施例中,并不需要对特性曲线(目标特性曲线)的具体函数形式进行限定,比如该特性曲线可以是如图2所示的直线,也可以是如图3所示的曲线,也可以是其他函数形式所表征的曲线。
需要进一步说明的是,在该极限状态点具体为最小电压,标定状态点具体为标定电压的情况下,考虑到在对燃料电池进行活化的过程中,为了防止燃料电池所输出的电压过高,进而对催化剂造成损伤,通常还可以预先设定电压上限值,这样在通过上述的步骤S12得到该最小电压之后,在执行上述的步骤S13之前,还可以先判断该最小电压是否大于所设定的电压上限值,若是,则说明该燃料电池所输出的电压过高,可能会对催化剂造成损伤,因此可以中止对该燃料电池的活化循环;或,若否,则可以执行上述的步骤S13,从而根据该最小电压与目标特性曲线中各个标定电压之间的大小,确定下一轮活化循环活化档位的等级。
另外,本申请实施例所提供的方式,在执行上述的步骤S11~步骤S13之前,还可以包括先针对多个不同等级的活化档位,分别设置对应的特性曲线,然后分别针对各条特性曲线,标定出多个标定状态点。
具体来说,比如可以先设定最高等级的活化档位,根据燃料电池目标设计性能的预设特性曲线,设定该最高等级的活化档位的特性曲线,然后可以从该最高等级的活化档位的特性曲线,向下逐级设定低一等级的活化档位的特性曲线,从而针对多个不同等级的活化档位,分别设置对应的特性曲线;当然,也可以先根据燃料电池目标设计性能的预设特性曲线,设定该最低等级的活化档位的特性曲线,然后从该最低等级的活化档位的特性曲线,向上逐级设定高一等级的活化档位的特性曲线,从而针对多个不同等级的活化档位,分别设置对应的特性曲线。
然后确定各条特性曲线中的标定状态点,比如,通常可以测定等状态曲线,进而根据该等状态曲线与各条特性曲线的交点,确定各条特性曲线中的标定状态点。这里可以以该标定状态点具体为标定电压为例进行说明。比如,可以先根据燃料电池的特性来设定这些标定电压中的上限和下限,通常来说,对于质子交换膜燃料电池而言,其下限可以为0.6V/cell以下,上限可以为0.7V/cell以上。
然后在该上限和下限之间,针对各条特性曲线,测定出等状态曲线,该等状态曲线与各条特性曲线之间的交点,即为各条特性曲线上的标定电压,其中,该等状态曲线具体为在维持燃料电池的供气条件、运行温度等参数不变的情况下,此时电流逐渐变小,燃料电池电堆的输出电压与输出电流形成的曲线,即为等状态曲线。
需要进一步说明的是,在上述的步骤中具体说明了,通过预先设置多条特性曲线,这样在步骤S13中,能够根据极限状态点和目标特性曲线上标定状态点的位置关系,来确定该极限状态点所属的标定区间,进而确定下一轮活化循环的特性曲线。在实际应用中,对于该步骤S13,还可以采取另一种实现方式,比如根据该极限状态点所对应的工作参数,计算下一轮活化循环的特性曲线的参数,以生成下一轮活化循环的特性曲线。其中,该工作参数可以是电流密度和单元电压,该电流密度和单元电压为该目标特性曲线上,该极限状态点所在位置的电流密度和单元电压;当然,该工作参数还可以是其他的变量,比如总输出电流、总输出电压、总输出功率、功率密度等。
比如,在特性曲线的函数形式为U=F(a, b, c, d,… I),其中,U为燃料电池所输出的电压,I为燃料电池所输出的电流密度,F为函数映射法则,a、b、c和d均为特性曲线的参数;此时,可以根据该极限状态点所对应的电流密度和单元电压,来计算下一轮活化循环的特性曲线的参数,即a、b、c和d,进而得到下一轮活化循环的特性曲线。
需要进一步说明的是,在通过本申请实施例中所提供的方法,对燃料电池进行活化的过程中,还可以实时或周期性(比如该监控周期可以为1分钟、5分钟等)的对该活化过程进行监控,此时若监控到不满足活化中止条件,则可以继续进行活化;反之,若监控到满足活化中止条件,此时在监控到满足活化中止条件的情况下,可以中止对燃料电池的活化循环。
其中,该活化中止条件具体包括如下任意一种或多种:已进行活化循环的总时长大于或等于预设时长、已进行活化循环的总轮数大于或等于预设阈值、燃料电池的实际输出性能达到预设输出性能。
比如,可以先计算已进行活化循环的总时长,具体来说,可以将已进行的各轮活化循环的时长进行相加,从而得到该总时长,进而将该总时长与预设时长进行比较,若该总时长大于或等于该预设时长,则说明满足活化中止条件,进而可以中止对燃料电池的活化循环。又比如,可以先确定已进行活化循环的总轮数,然后将该总轮数与预设阈值进行比较,若该总轮数大于或等于该预设阈值,则说明满足活化中止条件,进而可以中止对燃料电池的活化循环。
又比如,可以确定燃料电池的实际输出性能,比如检测燃料电池在当前工况(包括当前的氢气流量、氧气流量、温度等)下所能够输出的电流和电压,进而通过该电流和电压来评估该燃料电池的实际输出性能,然后确定该实际输出性能是否达到预设输出性能,若达到,则说明满足活化中止条件,进而可以中止对燃料电池的活化循环。
当然,对于上述的预设时长、预设阈值和预设输出性能,通常能够根据实现需要来进行设置。
基于与本申请实施例所提供的,燃料电池的活化方法相同的发明构思,本申请实施例还提供了一种燃料电池的活化装置,对于该控制装置实施例,如有不清楚之处,可以参考方法实施例的相应内容。如图4所示为该控制装置40的具体结构示意图,该控制装置40包括:极限状态点测定单元401和特性曲线确定单元402,其中:
极限状态点测定单元401,用于测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点;
特性曲线确定单元402,用于根据所述极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,用于进行下一个活化循
采用本申请实施例所提供的装置40,由于该装置40采用与本申请实施例所提供的方法相同的发明构思,在该方法能够解决技术问题的前提下,该装置40也能够解决技术问题,这里对此不再赘述。
另外,在实际应用中,通过将该装置40具体硬件设备、云技术等相结合所取得的技术效果,也在本申请的保护范围之内。
如图5所示,本实施例提供了一种电子设备5,该电子设备5包括:至少一个处理器51和存储器52,图5中以一个处理器为例。处理器51和存储器52可以通过总线50连接,存储器52存储有可被处理器51执行的指令,指令被处理器51执行,以使电子设备5可执行本申请实施例中方法的全部或部分流程。
于一实施例中,该电子设备5还可以是用于对燃料电池进行活化的专用设备,该设备能够通过执行本申请实施例所提供的方法,从而对燃料电池进行活化。
于一实施例中,该电子设备5还可以是设置于用电设备上的控制器,比如,该用电设备可以是车辆,该车辆上设有燃料电池,此时该电子设备5可以是设置于车辆上的控制器,通过该控制器能够通过执行上述的活化方法,对燃料电池进行活化。
本发明实施例还提供了一种存储介质,包括:程序,当其在车辆上的电子设备上运行时,使得电子设备可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中,存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (8)
1.一种燃料电池的活化方法,其特征在于,包括:
确定当前活化循环的目标特性曲线;
测定燃料电池在当前活化循环的运行过程中,沿着目标特性曲线移动所能达到的预定运行参数下的极限状态点;所述预定运行参数具体包括燃料电池预定输出的电压、电流密度或功率;相应的,所述极限状态点具体包括最小输出电压、最大输出电流或最大输出功率;
根据所述极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,用于进行下一轮活化循环;
其中,根据所述极限状态点确定下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
根据所述极限状态点所对应的工作参数,确定下一轮活化循环的特性曲线的参数,以确定所述下一轮活化循环的特性曲线;所述工作参数具体包括电流和电压;
其中,所述目标特性曲线设有多个标定状态点;所述目标特性曲线被所述的多个标定状态点划分为多个标定区间;各个标定区间分别关联对应的特性曲线;以及,
根据所述极限状态点所对应的工作参数,确定下一轮活化循环的特性曲线的参数,以确定所述下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
根据所述极限状态点所对应的工作参数,确定所述极限状态点在所述目标特性曲线上所属的标定区间;
将所述极限状态点所属的标定区间所关联的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;
其中,所述方法还包括:在监控到满足活化中止条件的情况下,中止对所述燃料电池的活化循环,所述活化中止条件具体包括如下任意一种或多种:已进行活化循环的总时长大于或等于预设时长、已进行活化循环的总轮数大于或等于预设阈值、燃料电池的实际输出性能达到预设输出性能。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标特性曲线设置有两个标定状态点,所述目标特性曲线被所述的两个标定状态点划分为三个标定区间,其中,第一个标定区间关联当前活化档位的前一个活化档位的特性曲线,第二个标定区间关联所述目标特性曲线,其中,所述目标特性曲线具体为当前活化档位的特性曲线,第三个标定区间关联当前活化档位的后一个活化档位的特性曲线;以及,
将所述极限状态点所属的标定区间所关联的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第一个标定区间的情况下,将前一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第二个标定区间的情况下,将所述目标特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线;
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线,具体包括:
在所述极限状态点所属的标定区间具体为第三个标定区间的情况下,判断所述当前活化档位是否为最高活化档位;
若否,则将后一个活化档位的特性曲线,确定为下一轮活化循环的特性曲线。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
预先设置多条特性曲线;
确定各条特性曲线中的标定状态点。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,确定各条特性曲线中的标定状态点,具体包括:
根据等状态曲线与各条特性曲线的交点,确定各条特性曲线中的标定状态点,其中,所述等状态曲线具体为在维持所述燃料电池的供气条件和运行温度不变的情况下,在逐渐减小输出电流的过程中,所述燃料电池电堆的输出电压与输出电流所形成的曲线。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述极限状态点具体为最小电压;所述标定状态点具体为标定电压;以及,
在确定所述极限状态点在所述目标特性曲线上的位置所属的标定区间之前,所述方法还包括:
判断所述最小电压是否大于所设定的电压上限值;
若是,则中止对所述燃料电池的活化循环;或,
若否,则确定所述极限状态点在所述目标特性曲线上的位置所属的标定区间。
7.一种用电设备,其特征在于,所述用电设备中设置有燃料电池;以及,通过如权利要求1至6任意一项权利要求所述的活化方法,对所述燃料电池进行活化。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,用以存储计算机程序;
处理器,用以执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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CN116706147A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-09-05 | 上海氢晨新能源科技有限公司 | 燃料电池的电堆活化方法 |
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