【技术实现步骤摘要】
一种判断燃料电池含水量合理性的方法
[0001]本专利技术属于燃料电池
,涉及一种判断燃料电池含水量合理性的方法。
技术介绍
[0002]燃料电池由于其功率密度高、重量轻和资源丰富等特点得到广泛应用。在燃料电池的运行过程中,电池内部含水量过高会产生水淹故障,影响气体的传质扩散,从而使得气体反应物到达反应位点的传输受阻,燃料电池的活化损耗和浓差损耗显著增加;若含水量不足则会导致膜干故障,膜干故障会引起电阻率上升,使得燃料电池在运行过程中产热增加,进一步导致能量转化效率降低及更为严重的膜干故障,甚至造成局部热点,产生永久性损坏,严重时会影响燃料电池性能和耐久性。
[0003]同时,随着燃料电池电堆功率规格进一步的增大,输出电流规格需求增大,单电池活性面积增大,活性面积内的温度差异和含水量差异增加,存在活性面积内各处的温度和含水量偏离最佳状态的情况,因此,需要可根据工况差异优化不同区域的温度,控制燃料电池内的含水量。
[0004]如CN 114583220A公开的燃料电池含水量控制方法、燃料电池系统及燃料电池车辆,其以氢气循环泵电流为依据,辅以单片电池最低电压和单片电池电压一致性,以确定燃料电池含水量是否在正常范围,并在发现含水量过高或过低的情况下,先控制改变电堆反应温度,以在不浪费能源的情况下试图去调整燃料电池含水量,在改变电堆反应温度效果不佳的情况下,再去改变空压机转速和排氢频率,以加快/减少水分的排水,提高对改变燃料电池含水量的控制指令的响应速度,使燃料电池电堆工作在合适的环境下,无需添加阀门或 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种判断燃料电池含水量合理性的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)燃料电池在正常额定工况下运行,测量此时电堆电压U0;(2)步骤(1)测量电堆电压U0后,同时提高冷却液入口温度和冷却液出口温度,若燃料电池无法稳定运行,则电堆的含水量过低;若燃料电池能稳定运行,测量此时电堆电压U1,若U1<U0+
△
U,则电堆含水量合理,正常额定工况运行,若U1≥U0+
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U,则电堆含水量过高;(3)步骤(1)测量电堆电压U0后,或者步骤(2)判断完成后,同时降低冷却液入口温度和冷却液出口温度,若燃料电池无法稳定运行,则电堆含水量过高;若燃料电池能稳定运行,测量此时电堆电压U2,若U2≥U0+
△
U,则电堆含水量过低;(4)步骤(3)判断完成后,增大冷却液出口温度和冷却液入口温度的差值,若燃料电池无法稳定运行,则冷却液入口区域含水量过高;若燃料电池能稳定运行,测量此时的电堆电压U3,若U3≥U0+
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U,则冷却液入口区域含水量过低;(5)步骤(3)判断完成后,增大冷却液出口温度和冷却液入口温度的差值,或者完成步骤(4)的判断后,提升冷却液入口温度和冷却液出口温度,同时保证冷却液出口温度与冷却液入口温度的差值不小于步骤(4)中所述差值,若燃料电池无法稳定运行,则冷却液出口区域含水量过低;若燃料电池能稳定运行,测量此时的电堆电压U4,若U4≥U0+
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U,则冷却液出口区域含水量过高;所述含水量指在正常额定工况下的含水量,所述
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U为电堆总输出电压的需要响应处理的性能偏差阈值。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,若U1<U0+
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U,则电堆含水量合理;优选地,所述步骤(3)中,若U2<U0+
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U,则电堆含水量合理;优选地,所述步骤(2)判断完成后,进行步骤(3)所述降低冷却液入口温度和冷却液出口温度的后续步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,若U3<U0+
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U,则电堆含水量合理;优选地,所述步骤(5)中,若U4<U0+
△
U,则电堆含水量合理;优选地,所述完成步骤(4)的判断后,提升冷却液入口温度和冷却液出口温度,进行后续判断。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法,其特征在于,完成步骤(5)后,将燃料电池恢复至正常额定工况运行。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法,其特征在于,所述冷却液入口区域含水量过低,则冷却液入口温度过高;优选地,所述冷却液入口区域含水量过高,则冷却液入口温度过低。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法,其特征在于,所述冷却液出口区域含水量过高,则冷却液出口温度过低。7.根据权利要求1<...
【专利技术属性】
技术研发人员:麦建明,白云飞,钟丽荷,王雨诗,
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:
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