使相对湿度循环最小化以增强耐久性的燃料电池操作制造技术

一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括拱顶算法以提供减少阴极出口气体在湿操作与干操作之间进行的相对湿度循环从而延长膜的有效寿命的策略。所述算法接收表示所述燃料电池系统的操作参数的传感器信号。如果所述燃料电池系统的所述操作参数能够维持所述阴极气体相对湿度高于第一预定值，则所述算法保持所述阴极排气相对湿度处于湿操作模式，且如果所述燃料电池系统的所述操作参数能够维持所述阴极气体相对湿度低于第二预定值，则所述算法保持所述阴极排气相对湿度处于干操作模式。

【技术实现步骤摘要】
使相对湿度循环最小化以增强耐久性的燃料电池操作
本专利技术主要涉及一种采用提供用于保持阴极出口气体湿度的策略的算法的燃料电池系统，且特别是，本专利技术涉及一种采用拱项算法(overarching algorithm)以保持阴极出口气体湿度处于湿或干操作模式从而防止出现膜湿度循环变化的燃料电池系统。
技术介绍
氢由于其清洁以及可用于在燃料电池中高效发电的性能而是一种非常有吸引力的燃料。氢燃料电池是包括阳极和阴极以及位于其间的电解质的电化学装置。阳极接收氢气且阴极接收氧或空气。氢气在阳极产生离解以产生自由氢质子和电子。氢质子通过电解质到达阴极。氢质子在阴极与氧和电子进行反应以产生水。来自阳极的电子不能通过电解质，且因此在被传送至阴极之前被引导通过负载而作功。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种普遍采用的用于车辆的燃料电池。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，如全氟磺酸膜。阳极和阴极通常包括担载在碳颗粒上且与离聚物混合在一起的极细分散的催化颗粒，所述催化颗粒通常为铂(Pt)。催化混合物被沉积在膜的相对侧上。阳极催化混合物、阴极催化混合物和膜的组合限定出膜电极组件(ME本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制来自燃料电池系统的燃料电池堆中的阴极排气的相对湿度的方法，所述方法包括以下步骤：提供表示所述燃料电池系统的操作参数的传感器信号；基于所述传感器信号计算所述阴极排气的最大可维持相对湿度；确定所述计算出的最大 可维持相对湿度是否大于预定百分比；如果所述计算出的最大可维持相对湿度大于所述预定百分比，则提供高于１００％的相对湿度设定点；如果所述计算出的最大可维持相对湿度小于所述预定百分比，则提供低于１００％的相对湿度设定点；并且　 　基于所述相对湿度设定点控制燃料电池系统部件以设法保持所述阴极排气的所述相对...

【技术特征摘要】
US 2006-5-15 11/4343851、一种用于控制来自燃料电池系统的燃料电池堆中的阴极排气的相对湿度的方法，所述方法包括以下步骤：提供表示所述燃料电池系统的操作参数的传感器信号；基于所述传感器信号计算所述阴极排气的最大可维持相对湿度；确定所述计算出的最大可维持相对湿度是否大于预定百分比；如果所述计算出的最大可维持相对湿度大于所述预定百分比，则提供高于100％的相对湿度设定点；如果所述计算出的最大可维持相对湿度小于所述预定百分比，则提供低于100％的相对湿度设定点；并且基于所述相对湿度设定点控制燃料电池系统部件以设法保持所述阴极排气的所述相对湿度处于所述设定点。2、根据权利要求1所述的方法，进一步包括在已经确定所述相对湿度设定点之后等待预定时长从而再次提供所述传感器信号并计算所述最大可维持相对湿度的步骤。3、根据权利要求2所述的方法，其中等待预定时长包括基于所述预定百分比、车辆驱动形式、车辆特征和环境温度而等待一定时长的过程。4、根据权利要求1所述的方法，其中控制燃料电池系统部件包括基于所述相对湿度设定点并结合燃料电池堆功率请求和所述传感器信号控制燃料电池系统部件。5、根据权利要求1所述的方法，其中所述预定百分比为约105％。6、根据权利要求1所述的方法，其中所述高于100％的相对湿度设定点为约120％。7、根据权利要求1所述的方法，其中所述低于100％的相对湿度设定点为约80％。8、一种用于控制来自燃料电池系统的燃料电池堆中的阴极排气的相对湿度的方法，所述方法包括以下步骤：提供表示所述燃料电池系统的操作参数的传感器信号；基于所述传感器信号计算所述阴极排气的最小可维持相对湿度；确定所述计算出的最小可维持相对湿度是否小于预定百分比；如果所述计算出的最小可维持相对湿度大于所述预定百分比，则-->提供高于100％的相对湿度设定点；如果所述计算出的最小可维持相对湿度小于所述预定百分比，则提供低于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：WH佩蒂特，JC费利，JP萨尔瓦多，SG格贝尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]