燃料电池单体水淹判断及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池单体水淹判断及控制方法，包括：步骤S1，识别燃料电池是否处于运行状态。步骤S2，若燃料电池处于运行状态时，延迟预设步长后判断单体电压是否正常。步骤S3，若单体电压不正常，则判定发生水淹。步骤S4，增加排氢频率，同时增大空压机转速，并控制背压阀开度，来回抖动，迫使空气流量脉动变化，从而增加排水量。借此，本发明专利技术的燃料电池单体水淹判断及控制方法，考虑到了单体电压的动态变化过程，判断更加准确，且提高了燃料电池堆运行的可靠性，延长了燃料电池堆的使用寿命。延长了燃料电池堆的使用寿命。延长了燃料电池堆的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池单体水淹判断及控制方法


[0001]本专利技术是关于新能源汽车
，特别是关于一种燃料电池单体水淹 判断及控制方法。

技术介绍

[0002]近年来燃料电池得到了快速的发展，其在系统效率、排放方面优于内燃 机，在续驶里程上优于纯电动，预计未来在中长续驶里程车辆上将得到广泛 应用。
[0003]图1为燃料电池阴极和阳极进排气原理图。
[0004]阳极路：高压氢气从高压氢瓶出来后经过一个减压阀减压，然后进入喷 射器，喷射器控制流量，然后进入电堆反应，未反应的氢气和杂质，经气水 分离器分离后，氢气经循环泵循环回电堆入口进入电堆继续反应，分离出来 的水通过排水/排氢阀排掉，排水/排氢阀的主要功能是排水、同时排出阳极里 的杂质，使电堆能够进行高效稳定的工作。
[0005]阴极路：空气经空滤器进入空压机进行压缩，然后进入中冷器进行冷却， 再进入电堆参与反应，反应后的尾气通过背压阀排出，通过控制背压阀的开 度，可控制阴极的压力和流量，旁通阀起到防止空压机发生喘振的作用(当 空压机发生喘振时，打开旁通阀即可避免喘振)。
[0006]图2是现有技术的方法流程示意图。如图2所示，现有专利(申请号为： 201710930480.5)，在第一步(S101)判断单体电压是否异常，如发现异常就 增加阴极气体流量，再进行多次判断，如单体电压还出现异常，则增加排氢 频率，同时增加氢气循环泵转速，再次判断单体电压，如还发现异常，则降 低燃料电池系统功率，使单体电压均衡。
[0007]而上述现有技术存在如下缺点：
[0008]1、在第一步(S101)判断单体电压是否异常时，没有对系统是否处于运 行状态没有做出识别，容易造成误判，同时没有做延期处理，这在系统刚刚 启动时不太合理，在系统刚刚启动时，由于电压容易波动；
[0009]2、在第三步(S103)中，其判断的是单体电压的即时值，并不考虑其动 态过程。
[0010]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解， 而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员 所公知的现有技术。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池单体水淹判断及控制方法，考虑到 了单体电压的动态变化过程，判断更加准确，且提高了燃料电池堆运行的可 靠性，延长了燃料电池堆的使用寿命。
[0012]为实现上述目的，本专利技术提供了一种燃料电池单体水淹判断及控制方法， 包括：步骤S1，识别燃料电池是否处于运行状态。步骤S2，若燃料电池处于 运行状态时，延迟预设步长后判断单体电压是否正常。步骤S3，若单体电压 不正常，则判定发生水淹。步骤S4，增
加排氢频率，同时增大空压机转速， 并控制背压阀开度，来回抖动，迫使空气流量脉动变化，从而增加排水量。
[0013]在本专利技术的一实施方式中，燃料电池单体水淹判断及控制方法还包括步 骤S5，加大排氢频率时间超过预设时间后，回到系统默认排氢频率，进入下 一个判断周期。
[0014]在本专利技术的一实施方式中，预设步长为100个步长。
[0015]在本专利技术的一实施方式中，预设时间为30秒。
[0016]在本专利技术的一实施方式中，若单体电压正常，则维持系统默认排氢频率。
[0017]在本专利技术的一实施方式中，判断单体电压是否正常包括：记录每一个步 长单位平均电压V
Ave
和最低单体电压V
Min
的电压差V，直至记录到第100步 长。依次计算每两个电压差V的差值
△
V。若差值
△
V＜80mV，且维持120 秒，则判定单体电压正常，维持系统默认排氢频率。
[0018]在本专利技术的一实施方式中，判断单体电压是否正常还包括：若差值
△
V＞ 80mV，则判定发生水淹。
[0019]与现有技术相比，根据本专利技术的燃料电池单体水淹判断及控制方法，考 虑到了单体电压的动态变化过程和系统是否处于运行状态，判断更加准确， 且提高了燃料电池堆运行的可靠性，延长了燃料电池堆的使用寿命。
附图说明
[0020]图1是根据本专利技术一实施方式的燃料电池单体水淹判断及控制方法的流 程示意图；
[0021]图2是根据本专利技术一实施方式的燃料电池单体水淹判断及控制方法的控 制流程示意图。
[0022][0023]具体实施方式
[0024]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本 专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0025]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包 括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或 组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0026]图1是根据本专利技术一实施方式的燃料电池单体水淹判断及控制方法的流 程示意图。图2是根据本专利技术一实施方式的燃料电池单体水淹判断及控制方 法的控制流程示意图。
[0027]如图1至图2所示，根据本专利技术优选实施方式的一种燃料电池单体水淹 判断及控制方法，包括：步骤S1，识别燃料电池是否处于运行状态。步骤S2， 若燃料电池处于运行状态时，延迟预设步长后判断单体电压是否正常。步骤 S3，若单体电压不正常，则判定发生水淹。步骤S4，增加排氢频率，同时增 大空压机转速，并控制背压阀开度，来回抖动，迫使空气流量脉动变化，从 而增加排水量。
[0028]在本专利技术的一实施方式中，燃料电池单体水淹判断及控制方法还包括步 骤S5，加大排氢频率时间超过预设时间后，回到系统默认排氢频率，进入下 一个判断周期。
[0029]在本专利技术的一实施方式中，预设步长为100个步长。
[0030]在本专利技术的一实施方式中，预设时间为30秒。
[0031]在本专利技术的一实施方式中，若单体电压正常，则维持系统默认排氢频率。
[0032]在本专利技术的一实施方式中，判断单体电压是否正常包括：记录每一个步 长单位平均电压V
Ave
和最低单体电压V
Min
的电压差V，直至记录到第100步 长。依次计算每两个电压差V的差值
△
V。若差值
△
V＜80mV，且维持120 秒，则判定单体电压正常，维持系统默认排氢频率。
[0033]在本专利技术的一实施方式中，判断单体电压是否正常还包括：若差值
△
V＞ 80mV，则判定发生水淹。
[0034]在实际应用中，本专利技术的燃料电池单体水淹判断及控制方法具体包括：
[0035]第一步：首先要先识别系统是否处于运行状态，以此为前提，从0时刻 起，延迟100个步长再进行单体电压判断，以保证系统已处于正常运行状态；
[0036]第二步：记录第1个步长单体平均电压V
Ave1
和最低单体电压V
Min1
的电 压差V1＝V
Ave1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池单体水淹判断及控制方法，其特征在于，包括：步骤S1，识别燃料电池是否处于运行状态；步骤S2，若所述燃料电池处于运行状态时，延迟预设步长后判断单体电压是否正常；步骤S3，若所述单体电压不正常，则判定发生水淹；步骤S4，增加排氢频率，同时增大空压机转速，并控制背压阀开度，来回抖动，迫使空气流量脉动变化，从而增加排水量。2.如权利要求1所述的燃料电池单体水淹判断及控制方法，其特征在于，还包括步骤S5，加大排氢频率时间超过预设时间后，回到系统默认排氢频率，进入下一个判断周期。3.如权利要求1所述的燃料电池单体水淹判断及控制方法，其特征在于，所述预设步长为100个步长。4.如权利要求2所述的燃料电池单体水淹判断及控制方法，其特征在于，所述预设时间为30秒。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆永卷，张松，杨升，郑高照，毛正松，叶遥立，陈军荣，夏景霖，刘兵，周泽建，
申请(专利权)人：玉柴芯蓝新能源动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：