一种燃料电池的开路状态检测装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种燃料电池的开路状态检测装置及方法，所述方法包括：向所述燃料电池的阳极进气口提供氢气和惰性气体的混合气体；所述混合气体中氢气的浓度为1％

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池的开路状态检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池的开路状态检测装置及方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池具有环境友好性，能量转换率高、无噪声、响应快速等优点，可以应用于新能源发电系统。具体地，燃料电池以氢气和空气分别作为阳极和阴极的反应气体经过电化学反应产生电能。
[0003]为了确保燃料电池的安全性，通常需要对燃料电池进行性能测试(例如电堆活化测试或者极化测试)。在对燃料电池进行性能测试之前，往往还需要对燃料电池进行气密性检测。其中，气密性检测结果为电堆整体窜气合格的情况下，即可对燃料电池进行性能测试。
[0004]然而，即使电堆整体窜气合格的情况下，还会存在单节或多节窜气不合格的情况。若直接对电堆进行性能测试，测试过程中可能会导致电堆烧毁。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本申请提供一种燃料电池的开路状态检测装置及方法，降低性能测试过程中电堆烧毁的风险。
[0006]第一方面，本申请提供了一种燃料电池的开路状态检测装置，所述装置包括：电堆巡检系统、惰性气体流量控制器、第一惰性气体电磁阀、第二惰性气体电磁阀、氢气流量控制器、氢气电磁阀、空气流量控制器、空气电磁阀；
[0007]所述氢气流量控制器的输入端用于输入氢气，所述氢气流量控制器的输出端用于连接所述氢气电磁阀的输入端，所述氢气电磁阀的输出端用于连接燃料电池的阳极进气口；所述氢气电磁阀处于导通状态；
[0008]所述空气流量控制器的输入端用于接收空气，所述空气流量控制器的输出端用于连接所述空气电磁阀的输入端，所述空气电磁阀的输出端用于连接燃料电池的阴极进气口；所述空气电磁阀处于导通状态；
[0009]所述惰性气体流量控制器的输入端用于输入惰性气体，所述惰性气体流量控制器的输出端分别连接于所述第一惰性气体电磁阀的输入端和所述第二惰性气体电磁阀的输入端；
[0010]所述第一惰性气体电磁阀的输出端与所述氢气电磁阀的输出端相通，用于混合所述氢气和所述惰性气体；所述第二惰性气体电磁阀的输出端与所述空气电磁阀的输出端相通，用于向所述燃料电池的阴极进气口提供所述惰性气体；所述第一惰性气体电磁阀处于导通状态，所述第二惰性气体电磁阀处于截止状态；
[0011]所述氢气流量控制器用于控制所述氢气的输入流量，和/或所述惰性气体控制器用于控制所述惰性气体的输入流量，以调整所述燃料电池的阳极进气口处混合气体中所述
氢气的浓度为1％
‑
10％；
[0012]所述电堆巡检系统用于当所述燃料电池处于开路状态预设时间段后，记录所述燃料电池中每节电池的电压，以完成所述燃料电池的开路状态检测。
[0013]作为一种可能的实现方式，所述电堆巡检系统，还用于当所述每节电池的电压与参考电压之间的差值低于预设电压时，对所述燃料电池进行性能测试。
[0014]作为一种可能的实现方式，所述电堆巡检系统，还用于当所述燃料电池的开路状态异常时，将所述氢气电磁阀由导通状态切换为截止状态，将所述空气电磁阀由导通状态切换为截止状态，将所述第二惰性气体电磁阀由截止状态切换为导通状态。
[0015]作为一种可能的实现方式，所述预设时间段基于所述燃料电池稳定时刻确定。
[0016]作为一种可能的实现方式，所述装置还包括冷却模块；
[0017]所述冷却模块，用于向所述燃料电池的冷却腔入口提供冷却液。
[0018]作为一种可能的实现方式，所述装置还包括阳极压强传感器和阴极压强传感器；
[0019]所述阳极压强传感器用于测量所述燃料电池的阳极进气口处所述氢气和所述惰性气体混合而成的混合气体的阳极压强；
[0020]所述阴极压强传感器用于测量所述燃料电池的阴极进气口处所述空气的阴极压强；
[0021]所述空气流量控制器用于控制所述空气的输入流量，以调整所述阳极压强与所述阴极压强之间的差值低于预设阈值。
[0022]第二方面，本申请提供了一种燃料电池的开路状态检测方法，该方法应用于上述第一方面中任一项所述的燃料电池的开路状态检测装置，该方法包括：
[0023]向所述燃料电池的阳极进气口提供氢气和惰性气体的混合气体；所述混合气体中氢气的浓度为1％
‑
10％；
[0024]向所述燃料电池的阴极进气口提供空气；
[0025]当所述燃料电池处于开路状态预设时间段后，记录所述燃料电池中每节电池的电压，以完成所述燃料电池的开路状态检测。
[0026]作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：
[0027]当所述每节电池的电压与参考电压之间的差值低于预设电压时，对所述燃料电池进行性能测试。
[0028]作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：
[0029]当所述燃料电池的开路状态异常时，停止向所述燃料电池的阳极进气口提供氢气，停止向所述燃料电池的阴极进气口；
[0030]开始向所述燃料电池的阳极进气口和阴极进气口提供惰性气体。
[0031]作为一种可能的实现方式，所述预设时间段基于所述燃料电池稳定时刻确定。
[0032]作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：
[0033]向所述燃料电池的冷却腔入口提供冷却液。
[0034]作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：
[0035]测量所述燃料电池的阳极进气口处所述氢气和所述惰性气体混合而成的混合气体的阳极压强；
[0036]测量所述燃料电池的阴极进气口处所述空气的阴极压强；
[0037]通过控制所述空气的输入流量，以调整所述阳极压强与所述阴极压强之间的差值低于预设阈值。
[0038]相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：
[0039]本申请实施例提供了一种燃料电池的开路状态检测方法，该方法应用于开路状态检测装置，该方法包括向所述燃料电池的阳极进气口提供氢气和惰性气体的混合气体；所述混合气体中氢气的浓度为1％
‑
10％；向所述燃料电池的阴极进气口提供空气；当所述燃料电池处于开路状态预设时间段后，记录所述燃料电池中每节电池的电压，以完成所述燃料电池的开路状态检测。在该方法中，采用低浓度(例如1％
‑
10％)的氢气通入阳极，阴极通入空气，既可以保证电堆正常的开路测试，同时也因为低浓度的氢气，能量密度较低，即使存在单节或多节窜气不合格的情况，也不会导致电堆烧毁。同时，当出现异常状态时向燃料电池电堆阴阳极通入惰性气体和向冷却腔通入冷却液，可以有效降低电堆内部的总能量，即使存在单节或多节窜气不合格的情况，也不会导致电堆烧毁。因此，该方法能够降低性能测试过程中电堆烧毁的风险。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的开路状态检测装置，其特征在于，包括：电堆巡检系统、惰性气体流量控制器、第一惰性气体电磁阀、第二惰性气体电磁阀、氢气流量控制器、氢气电磁阀、空气流量控制器、空气电磁阀；所述氢气流量控制器的输入端用于输入氢气，所述氢气流量控制器的输出端用于连接所述氢气电磁阀的输入端，所述氢气电磁阀的输出端用于连接燃料电池的阳极进气口；所述氢气电磁阀处于导通状态；所述空气流量控制器的输入端用于接收空气，所述空气流量控制器的输出端用于连接所述空气电磁阀的输入端，所述空气电磁阀的输出端用于连接燃料电池的阴极进气口；所述空气电磁阀处于导通状态；所述惰性气体流量控制器的输入端用于输入惰性气体，所述惰性气体流量控制器的输出端分别连接于所述第一惰性气体电磁阀的输入端和所述第二惰性气体电磁阀的输入端；所述第一惰性气体电磁阀的输出端与所述氢气电磁阀的输出端相通，用于混合所述氢气和所述惰性气体；所述第二惰性气体电磁阀的输出端与所述空气电磁阀的输出端相通，用于向所述燃料电池的阴极进气口提供所述惰性气体；所述第一惰性气体电磁阀处于导通状态，所述第二惰性气体电磁阀处于截止状态；所述氢气流量控制器用于控制所述氢气的输入流量，和/或所述惰性气体控制器用于控制所述惰性气体的输入流量，以调整所述燃料电池的阳极进气口处混合气体中所述氢气的浓度为1％
‑
10％；所述电堆巡检系统用于当所述燃料电池处于开路状态预设时间段后，记录所述燃料电池中每节电池的电压，以完成所述燃料电池的开路状态检测。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电堆巡检系统，还用于当所述每节电池的电压与参考电压之间的差值低于预设电压时，对所述燃料电池进行性能测试。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电堆巡检系统，还用于当所述燃料电池的开路状态异常时，将所述氢气电磁阀由导通状态切换为截止状态，将所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，余意，王仁芳，陈沛，史益，姜峻岭，
申请(专利权)人：上海捷氢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：