燃料电池电堆状态控制的方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种燃料电池电堆状态控制的方法和装置，应用于和DCF(DC/DCConverterForFuelcell，燃料电池直流变压器)连接的FCU(Fuel

【技术实现步骤摘要】
燃料电池电堆状态控制的方法和装置


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种燃料电池电堆状态控制的方法和装置。

技术介绍

[0002]燃料电池系统的动力源为燃料电池堆，燃料电池堆由多片膜电极组成。除燃料电池堆外，燃料电池系统包括给燃料电池电堆提供氢气的氢气供应系统；给电化学反应提供氧气作为所需氧化剂的空气供应系统；以及调节燃料电池堆温度的热管理系统。
[0003]燃料电池堆的工作原理如下：
[0004]当氢气和空气中的氧气被分别提供给膜电极的两侧时，氢气在膜电极侧通过催化剂分成质子和电子，质子穿过电解质隔膜移动到空气电极，同时电子通过外部电路从阳极被拉到阴极，因此产生电力。一旦到达空气电极，质子与电子重新结合，并与氧气反应生成水，因此也产生电力。在燃料电池膜电极氢气侧电化学氧化和在空气电极处氧气电化学还原的结合引起电子连续地从阳极移动到阴极，并伴随着电力和热量的产生。
[0005]当燃料电池堆处于干涸或浸水状态时，燃料电池堆输出功率降低，且恢复输出功率到适度水平需要一定的时间，如果在这种状态下强行拉高电流，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆状态控制的方法，其特征在于，应用于FCU(Fuel
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cell ControlUnit，燃料电池控制器)，所述FCU和DCF(DC/DCConverterFor Fuelcell，燃料电池直流变压器)连接，所述DCF和燃料电池堆连接；所述方法包括，控制所述DCF向所述燃料电池堆输入不同频率的激励信号；根据输入所述激励信号后所述燃料电池堆内的高频电信号和低频电信号，检测所述燃料电池堆的含水量和低频阻抗；利用所述含水量和所述低频阻抗确定所述燃料电池堆的电堆状态；其中，所述燃料电池堆的电堆状态为正常状态、过干状态、过湿状态和欠气状态中任意一种；当所述燃料电池堆的电堆状态不为所述正常状态时，根据所述含水量和/或所述低频阻抗调节至少一项所述燃料电池堆的电堆参数，使所述燃料电池堆的电堆状态恢复为所述正常状态；其中，所述电堆参数包括空气流量、空气压力、氢气循环泵转速和电堆温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据输入所述激励信号后所述燃料电池堆内的高频电信号和低频电信号，检测所述燃料电池堆的含水量和低频阻抗，包括：采集输入所述激励信号后所述燃料电池堆内的高频电信号和低频电信号；根据所述高频电信号计算得到所述燃料电池堆的高频阻抗，并根据所述高频阻抗计算得到所述燃料电池堆的离子阻抗电导率；利用预设的离子阻抗电导率和含水量的经验公式对所述离子阻抗电导率进行计算，得到所述燃料电池堆的含水量；根据所述低频电信号计算得到所述燃料电池堆的低频阻抗。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述含水量和所述低频阻抗确定所述燃料电池堆的电堆状态，包括：当所述含水量小于预设的第一报警阈值时，确定所述燃料电池堆的电堆状态为过干状态；当所述含水量大于预设的第二报警阈值时，确定所述燃料电池堆的电堆状态为过湿状态；当所述低频阻抗大于预设的第三报警阈值时，确定所述燃料电池堆的电堆状态为欠气状态。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述含水量和/或所述低频阻抗调节至少一项所述燃料电池堆的电堆参数，包括：根据所述含水量和预设的目标含水量确定含水量偏差；在所述燃料电池堆的电堆参数中确定至少一项待调节电堆参数；根据所述待调节电堆参数对应的调节时间，以及所述含水量偏差，确定所述待调节电堆参数的控制量；其中，所述待调节电堆参数对应的调节时间为，仅改变所述待调节电堆参数时，所述燃料电池堆的含水量发生预设偏移所需的时间；每一项所述待调节电堆参数的控制量之和等于所述含水量偏差；基于所述待调节电堆参数的控制量调节所述待调节电堆参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述待调节电堆参数的控制量调节所述待调节电堆参数，包括：
根据预先构建的含水量控制模型和所述待调节电堆参数的控制量，计算得到所述待调节电堆参数的调节幅度；其中，所述含水量控制模型表征所述电堆参数和所述含水量的映射关系；按照所述待调节电堆参数的调节幅度调节所述待调节电堆参数。6.一种燃料电池电堆状态控制的装置，其特征在于，应用于FCU(Fuel
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏增刚，庄琳琳，王位，侯中军，蔡俊，单璟，张洁，
申请(专利权)人：上海捷氢科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：