一种燃料电池启停保护控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池启停保护控制方法及系统，涉及质子交换膜燃料电池技术领域，包括接收关机指令后，终止燃料电池的输出；获取燃料电池两端的开路电压值，根据该开路电压值进行降压保护；获取燃料电池的温度值，根据该温度值进行降温保护；获取燃料电池的阳极压力值，根据该阳极压力值进行调压保护；执行关机动作。本发明专利技术通过在质子交换膜燃料电池关机时，依次进行降压保护、降温保护以及调压保护，从而有效的保护燃料电池的性能和寿命，降低燃料电池的性能衰减。

Fuel cell start stop protection control method and system

The present invention provides a fuel cell startup and shutdown protection control method and system, relates to the technical field of proton exchange membrane fuel cell, including receiving a shutdown instruction after the termination of the fuel cell output voltage for the fuel cell; both ends of the value, according to the open circuit voltage step-down protection; get the temperature of the fuel cell according to the value. The value of temperature cooling protection; fuel cell anode pressure acquisition value, according to the anode pressure value for surge protection; shutdown action. The present invention through the proton exchange membrane fuel cell in shutdown, turn pressure protection and cooling protection and surge protection, performance and service life of the fuel cell so as to effectively protect the attenuation, reduce the performance of fuel cell.

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池启停保护控制方法及系统
本专利技术涉及质子交换膜燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池启停保护控制方法及系统。
技术介绍
燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能"储电"而是一个"发电厂"，被誉为是一种继水力、火力、核电之后的第四代发电技术，也正在美、日等发达国家崛起，以急起直追的势头快步进入能以工业规模发电的行列。燃料电池具有高能量转换效率、低温快速启动、低热辐射和低排放、运行噪声低和适应不同功率要求，具有非常好的前景。质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell，简称PEMFC)是一种燃料电池，是由多个单电池堆叠而成的电堆，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。PEMFC在应用中，不仅是汽车最有前途的替代清洁能源，还能广泛用于自行车、摩托车、汽车、航天飞机等交通工具的动力电源，又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给，还能解决电网调峰问题。从目前发展情况看，随着燃料电池的商业化推广，市场前景十分广阔。但是，PEMFC实际运行时，现有的PEMFC系统控制方法在PEMFC电池关机时，未对PEMFC电池进行完善系统的关机保护动作，出现燃料电池寿命减少，效率降低等现象，最终导致PEMFC性能衰减。专利技术内容有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种燃料电池启停保护控制方法及系统，通过在质子交换膜燃料电池关机时，依次进行降压保护、降温保护以及调压保护，从而有效的保护燃料电池的性能和寿命，降低质子交换膜燃料电池的性能衰减。第一方面，本专利技术实施例提供了一种燃料电池启停保护控制方法，该方法包括：接收关机指令后，终止电池的输出；获取所述燃料电池两端的开路电压值，根据所述开路电压值进行降压保护；获取所述燃料电池的温度值，根据所述温度值进行降温保护；获取所述燃料电池的阳极压力值，根据所述阳极压力值进行调压保护；执行关机动作。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述温度值进行电压保护包括：对比所述开路电压值与预设电压阈值；当所述开路电压值大于所述预设电压阈值时，调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述燃料电池通过负载开关与放电电路连，当所述负载开关闭合时，所述燃料电池与所述放电电路连接构成放电回路，其中，所述放电电路包括负载电阻和/或可充电电池；所述调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值包括：发送第一控制指令到所述负载开关，控制负载开关闭合，以使所述燃料电池与所述放电电路连接而构成放电回路进行放电；当所述开路电压等于或者小于所述预设电压阈值时，发送第二控制指令到所述负载开关，控制所述负载开关断开以使所述燃料电池与所述放电电路断开连接而停止放电。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据所述温度值进行降温保护包括：对比所述温度值与预设温度阈值；当所述温度值大于所述预设温度阈值时，调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值包括：开启散热装置，其中，所述散热装置包括水循环结构、排风扇以及导热管中的一种或者多种；当所述温度值小于等于所述预设温度阈值时，关闭所述散热装置并开启冲刷电磁阀以排除所述燃料电池两极的液态水。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述根据所述阳极压力值进行调压保护包括：根据第一压力阈值和第二压力阈值，将压力范围划分为高压范围、低压范围与正常范围；对比所述阳极压力值与所述第一压力阈值、所述第二压力阈值，确定所述阳极压力值所在的压力范围；如果所述阳极压力值在所述高压范围或所述低压范围，则调节所述阳极压力值至所述正常范围。第二方面，本专利技术实施例还提供一种燃料电池启停保护控制系统，包括：输出终止模块，用于接收关机指令后，终止电池的输出；降压保护模块，用于获取所述燃料电池两端的开路电压值，根据所述开路电压值进行降压保护；降温保护模块，用于获取所述燃料电池的温度值，根据所述温度值进行降温保护；调压保护模块，用于获取所述燃料电池的阳极压力值，根据所述阳极压力值进行调压保护；关机模块，用于执行关机动作。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述降压保护模块包括：电压对比单元，用于对比所述开路电压值与预设电压阈值；降压单元，用于当所述开路电压值大于所述预设电压阈值时，调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述降温保护模块包括：温度对比单元，用于对比所述温度值与预设温度阈值；降温单元，用于当所述温度值大于所述预设温度阈值时，调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述调压保护模块包括：划分单元，用于根据第一压力阈值和第二压力阈值，将压力范围划分为高压范围、低压范围与正常范围；范围确定单元，用与对比所述阳极压力值与所述第一压力阈值、所述第二压力阈值，确定所述阳极压力值所在的压力范围；调节单元，用于如果所述阳极压力值在所述高压范围或所述低压范围，则调节所述阳极压力值至所述正常范围。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术提供的一种燃料电池启停保护控制方法及系统，在接收关机指令后，首先终止燃料电池的输出；然后实时监测获取该燃料电池两端的开路电压值，并根据该开路电压值进行降压保护；完成降压保护后，监测获取燃料电池的温度值，并根据该温度值进行降温保护；完成降温保护后，监测获取燃料电池的阳极压力值，并根据该阳极压力值进行调压保护；最后执行关机动作，完成关机程序。本专利技术通过在质子交换膜燃料电池关机时，依次进行降压保护、降温保护以及调压保护，从而有效的保护燃料电池的性能和寿命，降低燃料电池的性能衰减。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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的附图。图1为本专利技术实施例提供的燃料电池启停保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池启停保护控制方法，其特征在于，包括：接收关机指令后，终止燃料电池的输出；获取所述燃料电池两端的开路电压值，根据所述开路电压值进行降压保护；获取所述燃料电池的温度值，根据所述温度值进行降温保护；获取所述燃料电池的阳极压力值，根据所述阳极压力值进行调压保护；执行关机动作。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池启停保护控制方法，其特征在于，包括：接收关机指令后，终止燃料电池的输出；获取所述燃料电池两端的开路电压值，根据所述开路电压值进行降压保护；获取所述燃料电池的温度值，根据所述温度值进行降温保护；获取所述燃料电池的阳极压力值，根据所述阳极压力值进行调压保护；执行关机动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度值进行电压保护包括：对比所述开路电压值与预设电压阈值；当所述开路电压值大于所述预设电压阈值时，调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述燃料电池通过负载开关与放电电路连接，当所述负载开关闭合时，所述燃料电池与所述放电电路连接构成放电回路，其中，所述放电电路包括负载电阻和/或可充电电池；所述调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值包括：发送第一控制指令到所述负载开关，控制负载开关闭合，以使所述燃料电池与所述放电电路连接而构成放电回路进行放电；当所述开路电压等于或者小于所述预设电压阈值时，发送第二控制指令到所述负载开关，控制所述负载开关断开以使所述燃料电池与所述放电电路断开连接而停止放电。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度值进行降温保护包括：对比所述温度值与预设温度阈值；当所述温度值大于所述预设温度阈值时，调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值包括：开启散热装置，其中，所述散热装置包括水循环结构、排风扇以及导热管中的一种或者多种；当所述温度值小于等于所述预设温度阈值时，关闭所述散热装置并开启冲刷电磁阀以排除所述燃料电池两极的液态水。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，吴睿，
申请(专利权)人：东莞氢宇新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44