用于控制燃料电池系统的启动的方法技术方案

提供了一种用于控制燃料电池系统的启动的方法。该方法包括将当向燃料电池堆的燃料电极供应氢气持续设定时间段时，将燃料电池堆内产生的电压与第一参考电压进行比较。当燃料电池堆内产生的电压高于第一参考电压时，将燃料电池堆的单电池的电压与用于负载连接的第二参考电压进行比较。当燃料电池堆的单电池的电压高于用于负载连接的第二参考电压时，将负载连接到燃料电池堆。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种，更具体来说，涉及一种，该方法能去除留在燃料电极上的残余氧气，以改善燃料电池系统的耐久性。
技术介绍
燃料电池车辆包括燃料电池堆和燃料供应系统，在燃料电池堆中多个的燃料单电池堆叠在一起，燃料供应系统对燃料电池堆供应作为燃料的氢气等。空气供应管(airsupple stem)供应作为氧化剂的氧气以产生电化学反应。水和热量管理系统控制燃料电池堆的温度。燃料供应系统通过降低储存在氢气罐里的压缩氢气的压力，向燃料电池堆的燃料电极(阳极)供应氢气，而空气供应系统通过使用鼓风机，将外部的空气供应到燃料电池堆的空气电极(阴极)。当氢气被供应到燃料电池堆的燃料电极，空气被供应到空气电极时，通过燃料电极上的催化反应而产生氢离子。产生的氢离子穿过电解质膜移动，到达作为氧化电极的空气电极。在氧化电极中，氢离子与电子和氧气进行电化学反应，产生能量。更具体地来说，在燃料电极上发生与氢气进行的电化学氧化反应，在空气电极上发生与氧气进行的电化学还原反应。此时，由于电子和水蒸气的运动，产生了电能和热能，或者通过氧气与氢气之间的化学反应产生水。燃料电池车辆还包括用来排放副产物的排放装置，例如蒸汽、水、在产生能量过程中生成的热量以及未使用的气体诸如氢气和氧气。通过废气管排放蒸汽和诸如氢气和氧气的气体。然而，如果在燃料电池电极中仍有氧气的状态下形成了电压，那么在膜电极组件(MEM)的催化剂层中会发生碳腐蚀，使燃料电池堆的耐久性变差。前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，并不是意指本公开落入本领域技术人员已经知晓的相关技术的范围内。
技术实现思路
考虑到相关技术中出现的上述问题而作出本公开，本公开旨在提出一种，该方法能检测燃料电池系统中留存的剩余氢气或氧气，并且能可变地控制启动顺序。根据本公开的示例性实施方式，提供了一种。该方法包括，当向燃料电池堆的燃料电极供应氢气持续设定时间段时，将该燃料电池堆内产生的电压与第一参考电压进行比较。当在该燃料电池堆内产生的电压高于第一参考电压时，将在该燃料电池堆的单电池内产生的电压与用于负载连接的第二参考电压进行比较。当燃料电池堆的单电池的电压高于用于负载连接的第二参考电压时，将负载连接到燃料电池堆。方法还可以包括，当在燃料电池堆内产生的电压高于第一参考电压时，确定要从燃料电极去除的氧气的量或从燃料电极去除氧气所需的时间。可根据要去除的氧气的量或去除氧气所需的时间，对燃料电极进行氢气增压。当通过氢气增压在燃料电池堆的单电池内产生的电压高于用于负载连接的第二参考电压时，可进行连接负载的步骤。要去除的氧气的量或去除氧气所需的时间可以与所述燃料电池堆内产生的电压成比例。方法还可以包括打开连接到燃料电池堆的空气电极的空气截止阀的步骤，其中在进行所述的氢气增压步骤之前进行所述的打开步骤。方法还可以包括，确定供应到燃料电极的氧气是否经所述的氢气增压步骤被完全去除。当氧气被完全去除时，停止氢气增压，将与负载的连接断开，并向燃料电池堆的空气电极供应空气。在确定步骤中，可以基于自燃料电极的排放量是否超过所确定的要去除的氧气量或进行氢气增压的时间是否超过所确定的去除氧气所需的时间来做出确定。方法还可以包括，将从上次向燃料电池堆供应氢气结束起经过的时间与预设的参考时间进行比较的步骤，其中当从上次供应氢气结束起经过的时间比所述参考时间长时，进行将燃料电池堆内产生的电压与第一参考电压进行比较的步骤。方法还可以包括，当从上次供应氢气结束起经过的时间比所述参考时间短时，打开连接到燃料电池堆的空气电极的空气截止阀，并向燃料电池堆供应氢气和空气。所述从上次供应氢气结束起经过的时间可以是从燃料电池车辆的点火钥匙关闭起所经过的时间。所述从上次供应氢气结束起经过的时间可以是当在燃料电池车辆的点火钥匙关闭后周期性地供应氢气时从上次供应氢气结束起所经过的时间。方法还可以包括，确定燃料电池堆的温度是否满足冷启动条件。当温度满足冷启动条件时，通过打开连接到燃料电池堆的空气电极的空气截止阀，向燃料电池堆供应氢气和空气。方法还可以包括，当燃料电池堆内产生的电压低于第一参考电压时，通过打开连接到燃料电池堆的空气电极的空气截止阀，向燃料电池堆供应空气。 所述比较可以指代确定在燃料电池堆的所有单电池内产生的电压中的最小电压是否高于用于负载连接的第二参考电压的步骤。当在燃料电池堆的单电池内产生的电压低于所述用于负载连接的第二参考电压时，可以不进行所述的连接步骤。当在进行所述的氢气增压后燃料电池堆的温度满足冷启动条件时，可以不进行所述的连接步骤。当检测到负载连接装置的故障并因此负载不能连接到燃料电池堆时，可以不进行所述的连接步骤。当燃料电极的氢气供应压力低于参考压力时，不进行所述的连接步骤。本方法还可以通过增压方法向燃料电池堆的燃料电极供应大于在所述进行氢气增压的步骤中所使用的氢气量的氢气量，而不进行连接负载的步骤。根据本公开一个实施方式的能够防止在燃料电池的燃料电极或空气电极中可能发生的碳腐蚀，进而改善燃料电池系统的耐久性。此外，该方法可通过调节空气截止阀的开放而减少氢气排放，缩短启动时间，增加燃料效率以及减少背景噪声。【附图说明】根据以下详述并结合附图可以更清楚地理解本公开的上述和其他目的、特征和其他优势。图1是图示根据本公开实施方式的的流程图。图2是简要描述根据本公开实施方式的用于控制燃料电池系统启动的方法的流程图。【具体实施方式】本文中公开的本公开实施方式的具体结构和功能描述仅仅出于示例说明本公开实施方式的目的。在不背离本公开的精神和显著特征的情况下，本公开可以以许多不同形式实现。因此，将本公开的实施方式公开仅仅是出于示例说明的目的，不应将其理解为限制本公开。由于本公开的实施方式可以以许多不同的形式进行各种改变，现在将详细地参照本公开的各个实施方式，其具体实施例在附图中图示，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本公开，但应当理解，本说明书无意于将本公开局限于这些示例性实施方式。相反，本公开不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。可以理解的是，虽然在文中可使用术语“第一(first)”、“第二(second)”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅仅是用来将一个元件与其他元件区分开。例如，下面讨论的第一元件在不背离本公开教导的情况下可以被命名为第二元件。类似地，第二元件同样可以被命名为第一元件。可以理解的是，当提及一个元件与另一个元件“联接(coupled) ”或“连接(connected) ”时，其可以直接联接或连接到其它元件，或者它们之间可存在有间隔元件。相比之下，应当理解，当提及一个元件与另一个元件“直接联接”或“直接连接时，其间不存在间隔元件。用于说明元件间关系的其他表述例如，“之间(between) ”、“就在之间(directlybetween) ”、“邻近的”或“紧邻当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制燃料电池系统的启动的方法，所述方法包括以下步骤：当向燃料电池堆的燃料电极供应氢气持续设定时间段时，将所述燃料电池堆内产生的电压与第一参考电压进行比较；当所述燃料电池堆内产生的电压高于所述第一参考电压时，将所述燃料电池堆的单电池的电压与用于负载连接的第二参考电压进行比较；以及当所述燃料电池堆的单电池的电压高于所述用于负载连接的第二参考电压时，将负载连接到所述燃料电池堆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：权相旭，全淳一，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR