The present invention relates to a vehicle using estimated air storage cathode carbon loss, in particular to a system and method for estimating carbon loss in the fuel cell vehicle traffic during the closing time in the reactor for example. The system and method include estimating the amount of hydrogen in the fuel cell stack to be zero, and calculating the amount of carbon loss based on the amount of time hydrogen concentration in the fuel cell stack is zero.
【技术实现步骤摘要】
用于空气存储阴极碳损失估算的车辆应用
本专利技术总体上涉及一种用于估算燃料电池系统的燃料电池堆中的阴极碳损失的系统和方法,更具体地涉及一种用于估算燃料电池系统的燃料电池堆中的由空气存储导致的阴极碳损失并且调节燃料电池运转策略来补偿该阴极碳损失的系统和方法。
技术介绍
氢是一种非常有吸引力的燃料,因为氢是清洁的并且可用于在燃料电池中有效地产生电。氢燃料电池是一种包括阳极和阴极以及介于两者之间的电解质的电化学装置。阳极接收氢气,而阴极接收氧气或空气。氢气在阳极催化剂处离解以产生质子和电子。质子穿过电解质到达阴极。质子与氧和电子在阴极催化剂处反应以产生水。来自阳极的电子不能穿过电解质,并因此被引导穿过负载以便在被发送到阴极之前做功。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是用于车辆的流行燃料电池。质子交换膜燃料电池通常包括固体聚合物电解质质子传导膜-例如聚全氟磺酸膜。阳极和阴极通常但不总是包括精细的催化剂颗粒-通常是支撑在碳粒子上并且与离子聚合物混合的高活性催化剂-例如铂(Pt)。催化混合物沉积在膜的相反侧上。阳极催化混合物、阴极催化混合物和膜的组合限定膜电极组件(MEA)。膜电极组件制作成本比较昂贵而且需要某些条件来进行有效操作。若干燃料电池通常组合在一个燃料电池堆中以生成期望的功率。例如,用于车辆的典型燃料电池堆可具有200或更多个堆叠的燃料电池。燃料电池堆接收阴极输入气体,所述阴极输入气体通常是在压缩机作用下穿过燃料电池堆的空气流。不是所有氧都被燃料电池堆消耗,一些空气作为阴极排出气体被排出,所述阴极排出气体可包括作为燃料电池堆的副产品的水。燃料电池堆还接收流入到 ...
【技术保护点】
一种用于估算车辆中的燃料电池堆的燃料电池中的碳载体损失量的方法,所述方法包括:估算燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量;基于所述燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量来计算碳损失的量;加上每次车辆处于关闭状态并且氢浓度为零时发生的碳损失的量,从而给出总体阴极碳损失估算值;以及如果所述总体阴极碳损失估算值大于预定碳损失限制就采取补救动作。
【技术特征摘要】
2012.11.26 US 13/6854741.一种用于估算车辆中的燃料电池堆的燃料电池中的碳载体损失量的方法,所述方法包括:估算燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量;基于所述燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量来计算碳损失的量;加上每次车辆处于关闭状态并且氢浓度为零时发生的碳损失的量,从而给出总体阴极碳损失估算值;以及如果所述总体阴极碳损失估算值大于预定碳损失限制就采取补救动作。2.如权利要求1所述的方法,其中当车辆处于关闭状态时进行燃料电池堆中的氢浓度等于零的时间量的估算。3.如权利要求1所述的方法,其中确定燃料电池堆中的氢浓度等于零的时间量包括使用气体浓度模型。4.如权利要求1所述的方法,其中当发生车辆起动请求时燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量终止。5.如权利要求1所述的方法,其中基于燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量计算碳损失的量的步骤使用下列公式:事件碳损失其中,MC是12.0107g碳/mol碳,F是96485C/mole-,R是8.314J/mol·K,t是在确定燃料电池堆中的氢浓度为零之后的关闭持续时间,T是关闭时间的平均温度,η是T校正的超电势,并且i0、Ea、α、m是取决于材料的经验拟合参数,这些参数取决于:(1)用于所述燃料电池堆的燃料电池中的碳载体的材料,(2)催化剂表面面积以及(3)催化剂装载量,回归模型被用于找出这些取决于材料的经验拟合参数。6.如权利要求1所述的方法,其中所述补救动作包括通过减轻策略执行电压恢复、在关闭之后添加氢以及重置燃料电池堆。7.一种用于估算车辆中的燃料电池堆的燃料电池中的碳载体损失的量的方法,所述方法包括:确定所述车辆处于车辆关闭状态;估算当车辆处于车辆关闭状态时燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量;基于所述燃料电池堆中的氢浓度为零的时间量来计算事件碳损失;将所...
【专利技术属性】
技术研发人员:AJ马斯林,PT于,R马哈里亚,
申请(专利权)人:通用汽车环球科技运作有限责任公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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