燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法技术方案

本申请提供一种燃料电池系统中燃料电池电堆含水量的控制方法，根据燃料电池系统中的电堆含水量变化需求，确定至少一条特性曲线；该特性曲线表示燃料电池电堆输出电压随输出电流的变化关系；其中，电力控制子系统实时监测电堆输出电压电流，并自动调节电堆输出电能，使电堆输出的电压和电流保持在所述的特性曲线中；当需要电堆含水量提高时，降低特性曲线的电压数值；当需要电堆含水量降低时，提高特性曲线的电压数值。在明确的工况条件下，特性曲线电压越低，电堆输出电流越大，生成水越多，因此提高电堆含水量；反之，特性曲线电压越高，电堆输出电流越小，生成水越少，因此降低电堆含水量。堆含水量。堆含水量。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法


[0001]本申请涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池系统包括燃料电池电堆、控制燃料电池反应工况参数的阳极供气、阴极供气和冷却管理等子系统，以及控制燃料电池输出电能的电力控制子系统。燃料电池电堆运行过程中的湿度影响电堆的整体性能，需要保持在适当的水平。燃料电池运行的工况参数不合适会导致电堆内部含水量过低或过高，发生膜电极过干或者水淹现象，引起电堆性能下降。
[0003]现有技术通过阴极供气子系统、阳极供气子系统和冷却管理子系统共同控制燃料电池电堆的阳极供气、阴极供气和冷却液等流体的具体工况参数，并通过电力控制子系统采用目标电流控制策略来控制燃料电池电堆的输出电流和水生成量，从而控制燃料电池电堆的含水量。但由于需要阴极供气子系统、阳极供气子系统和冷却管理子系统与电力控制子系统相互协调配合，因此变载速率较低，输出功率变化响应较慢。
[0004]为提升燃料电池系统输出功率变化的动态响应速度，提出了特性曲线控制策略，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法包括：确定至少一条特性曲线；所述特性曲线表示随着工况条件的改变，在电力控制子系统的控制下，燃料电池电堆的输出电压随输出电流的变化关系；其中，电力控制子系统实时监测电堆输出电压电流，并自动调节电堆输出电能，使电堆输出的电压与电流保持在所述的特性曲线上；根据燃料电池系统中的电堆含水量变化需求，对特性曲线进行上移或下移操作；通过将特性曲线上移，提升燃料电池电堆输出电压，从而降低燃料电池电堆输出电流，减少生成水，降低电堆含水量，或者将特性曲线下移，降低燃料电池电堆输出电压，从而提高燃料电池电堆输出电流，增加生成水，提高电堆含水量；其中，上移特性曲线具有比当前特性曲线高的燃料电池电堆输出电压；下移特性曲线具有比当前特性曲线低的燃料电池电堆输出电压。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法，其特征在于，根据燃料电池系统中的电堆含水量变化需求，对特性曲线进行上移或下移操作，包括：若燃料电池系统设定为降低电堆含水量，则根据基准特性曲线、上移基准特性曲线以及上移程度来实时生成一上移特性曲线；或者，若燃料电池系统设定为提高电堆含水量，则根据基准特性曲线、下移基准特性曲线以及下移程度来实时生成一下移特性曲线。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法，其特征在于，通过将燃料电池系统运行于各个预设工况条件时确定一上移基准特性曲线和一下移基准特性曲线；所述上移基准特性曲线和所述下移基准特性曲线限制每个特性曲线对应电堆输出电压随电堆输出电流的变化关系范围，其中上移基准特性曲线具有最高的燃料电池电堆输出电压，下移基准特性曲线具有最低的燃料电池电堆输出电压。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法，其特征在于，电堆输出电压电流对应的预设工况条件包括电堆运行的各个工况参数，其中，所述工况参数包括燃料电池阳极和阴极分别对应的供气压力、流量、温度、湿度及成分，还包括冷却液的温度、流量、电导率及成分。5.根据权利要求3所述的燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法，其特征在于，在阴极供气子系统、阳极供气子系统及冷却管理子系统运行工况条件无需改变的情况下，对特性曲线实时进行上移或下移操作，同时电力控制子系统实时监测电堆输出的电压和电流，并使其保持在所述特性曲线上...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦建明，白云飞，
申请(专利权)人：上海氢晨新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：