燃料电池发动机的吹扫控制方法技术

本申请涉及一种燃料电池发动机的吹扫控制方法。燃料电池发动机系统包括：冷却装置，冷却装置包括经过燃料电池发动机的电池电堆内部的冷却管路；该方法包括：在电池电堆停止工作的情况下，控制冷却装置按照第一预设策略向冷却管路中通入液体，以对冷却管路进行吹扫；在进入电池电堆的液体和流出电池电堆的液体的温度差值在预设范围内的情况下，控制冷却装置关闭。通过冷却管路的液体流动，调节燃料电池电堆内部的温度，当进入电池电堆的液体和流出电池电堆的液体的温度差值在预设范围内时，代表燃料电池电堆内部的温度的均衡性较好，整体的温度保持一致，避免电池电堆局部温度过低而出现结冰的状况，保证燃料电池发动机的冷启动的条件较好。动的条件较好。动的条件较好。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池发动机的吹扫控制方法


[0001]本申请涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池发动机的吹扫控制方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(燃料电池)作为高效、洁净的能源转换装置，应用于车辆动力系统，需要满足适应低温环境的应用要求。然而，由于燃料电池在工作过程中的化学反应会产生大量的水，所以，在环境温度过低时，燃料电池内部可能会结冰，从而影响燃料电池的正常工作。所以，如何避免燃料电池内部结冰，是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对燃料电池发动机进行吹扫，从而避免结冰，保证发动机的冷启动性能的燃料电池发动机的吹扫控制方法。
[0004]一种燃料电池发动机的吹扫控制方法，应用于燃料电池发动机系统，所述燃料电池发动机系统包括：冷却装置，所述冷却装置包括经过燃料电池发动机的电池电堆内部的冷却管路；所述方法包括：
[0005]在所述电池电堆停止工作的情况下，控制所述冷却装置按照第一预设策略向所述冷却管路中通入液体，以对所述冷却管路进行吹扫；
[0006]在进入所述电池电堆的液体和流出所述电池电堆的液体的温度差值在预设范围内的情况下，控制所述冷却装置关闭。
[0007]在其中一个实施例中，所述燃料电池发动机系统包括：第一供气装置，与燃料电池发动机的电池电堆的阴极通过第一气体管路连通；燃料电池发动机的吹扫控制方法还包括：
[0008]在所述电池电堆停止工作的情况下，控制所述第一供气装置按照第二预设策略向所述第一气体管路中通入气体，以对所述第一气体管路、所述电池电堆的阴极进行吹扫；
[0009]在所述第二预设策略的执行时间达到第一阈值的情况下，控制所述第一供气装置关闭。
[0010]在其中一个实施例中，所述燃料电池发动机系统包括：第二供气装置，与燃料电池发动机的电池电堆的阳极通过第二气体管路连通；燃料电池发动机的吹扫控制方法还包括：
[0011]在所述电池电堆停止工作的情况下，控制所述第二供气装置按照第三预设策略向所述第二气体管路中通入气体，以对所述第二气体管路、所述电池电堆的阳极进行吹扫；
[0012]在所述第三预设策略的执行时间达到第二阈值的情况下，控制所述第二供气装置关闭。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一气体管路包括第一管路、第二管路、第三管路，所述第一管路的第一端与外部空气连通，所述第一管路的第二端与所述电池电堆的阴极入口
连通，所述第二管路的第一端与所述电池电堆的阴极出口连通，所述第二管路的第二端与外部空气连通，所述第三管路的第一端与所述第一管路的第一端连通，所述第三管路的第二端与所述第二管路的第一端连通；所述第一供气装置包括：空气压缩机，设置在所述第一管路的第一端处，用于调节所述第一管路中的气体的流量和压力；第一截止阀，设置在所述第一管路的第一端与所述电池电堆的阴极入口之间，用于在开启时，导通所述第一管路的第一端与所述电池电堆的阴极入口之间的通路；第二截止阀，设置在所述电池电堆的阴极出口与所述第二管路的第二端之间，用于在开启时，导通所述电池电堆的阴极出口与所述第二管路的第二端之间的通路；第三截止阀，设置在所述第三管路的第一端和第二端之间，用于在开启时，导通所述第三管路的第一端和第二端之间的通路；所述控制所述第一供气装置按照第二预设策略向所述第一气体管路中通入气体，包括：
[0014]控制所述第一截止阀、所述第二截止阀开启，所述第三截止阀关闭，以第二预设策略控制所述空气压缩机调节所述第一管路中的气体的流量和压力；
[0015]其中，所述第二预设策略包括：调节所述第一管路中的气体的流量为第一流量、压力为第一压力，并保持第一时长；周期性的以第一子策略调节所述第一管路中的气体的流量和压力，直到所述第一子策略的执行次数达到第一设定次数，其中，所述第一子策略包括：调节所述第一管路中的气体的压力为第二压力并保持第二时长，然后调节所述第一管路中的气体的压力为第三压力并保持第三时长，所述第二压力大于第一压力大于第三压力。
[0016]在其中一个实施例中，在所述第一子策略的执行次数达到第一设定次数之后，所述控制所述第一供气装置按照第二预设策略向所述第一气体管路中通入气体，还包括：
[0017]控制所述第一截止阀、所述第二截止阀关闭，所述第三截止阀开启，控制所述空气压缩机调节所述第三管路中的气体的流量为第二流量、压力为第四压力，并保持第四时长。
[0018]在其中一个实施例中，所述在所述第二预设策略的执行时间达到第一阈值的情况下，控制所述第一供气装置关闭，包括：
[0019]在所述空气压缩机调节所述第三管路中的气体的流量为第二流量、压力为第四压力，并保持第四时长之后，控制所述第一供气装置关闭。
[0020]在其中一个实施例中，所述第一供气装置还包括：流量计，设置在所述空气压缩机的入口处，用于测量进入所述空气压缩机的气体的流量；压力传感器，设置在所述电池电堆的阴极入口处，用于测量进入所述电池电堆的阴极的气体的压力；所述方法还包括：
[0021]在以第二预设策略控制所述空气压缩机调节所述第一管路中的气体的流量和压力的情况下，若在第一设定时长内气体的流量未达到对应的所需流量，和/或气体的压力未达到对应的所需压力，则控制所述第一供气装置关闭。
[0022]在其中一个实施例中，所述第二气体管路包括第四管路、第五管路、第六管路、第七管路；所述第二供气装置包括：供气设备、气水分离器、储水罐、第四截止阀、第五截止阀；所述供气设备与所述第四管路的第一端连通，所述第四管路的第二端与所述电池电堆的阳极入口连通，所述第五管路的第一端与所述电池电堆的阳极出口连通，所述第五管路的第二端与所述气水分离器连通，所述气水分离器的第一出口与所述储水罐连通，所述储水罐通过所述第六管路与外部空气连通，所述气水分离器的第二出口通过所述第七管路与外部空气连通，所述第四截止阀设置在所述气水分离器的第二出口与外部空气之间，所述第五
截止阀设置在所述储水罐与外部空气之间，所述供气设备用于通过所述第四管路向所述电池电堆的阳极提供氢气；所述气水分离器用于将所述电池电堆的阳极排出的气体分离为氮气和水蒸气，其中，所述水蒸气通过第二出口排出，所述氮气通过第一出口排出；所述储水罐用于存储所述气水分离器的第二出口排出的水蒸气；所述第四截止阀用于在开启时，导通所述气水分离器的第二出口与外部空气之间的通路；所述第五截止阀用于在开启时，导通所述储水罐与外部空气之间的通路；所述控制所述第二供气装置按照第三预设策略向所述第二气体管路中通入气体，包括：
[0023]控制所述供气设备提供氢气，并以所述第三预设策略控制所述第四截止阀和所述第五截止阀的开闭；
[0024]其中，所述第三预设策略包括：在所述第四截止阀的关闭次数小于第一预设次数的情况下，周期性的执行第二子策略，在所述第五截止阀的关闭次数小于第二预设次数的情况下，周期性的执行第三子策略，其中所述第二子策略包括控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，应用于燃料电池发动机系统，所述燃料电池发动机系统包括：冷却装置，所述冷却装置包括经过燃料电池发动机的电池电堆内部的冷却管路；所述方法包括：在所述电池电堆停止工作的情况下，控制所述冷却装置按照第一预设策略向所述冷却管路中通入液体，以对所述冷却管路进行吹扫；在进入所述电池电堆的液体和流出所述电池电堆的液体的温度差值在预设范围内的情况下，控制所述冷却装置关闭。2.根据权利要求1所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，所述燃料电池发动机系统包括：第一供气装置，与燃料电池发动机的电池电堆的阴极通过第一气体管路连通；所述方法还包括：在所述电池电堆停止工作的情况下，控制所述第一供气装置按照第二预设策略向所述第一气体管路中通入气体，以对所述第一气体管路、所述电池电堆的阴极进行吹扫；在所述第二预设策略的执行时间达到第一阈值的情况下，控制所述第一供气装置关闭。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，所述燃料电池发动机系统包括：第二供气装置，与燃料电池发动机的电池电堆的阳极通过第二气体管路连通；所述方法还包括：在所述电池电堆停止工作的情况下，控制所述第二供气装置按照第三预设策略向所述第二气体管路中通入气体，以对所述第二气体管路、所述电池电堆的阳极进行吹扫；在所述第三预设策略的执行时间达到第二阈值的情况下，控制所述第二供气装置关闭。4.根据权利要求2所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，所述第一气体管路包括第一管路、第二管路、第三管路，所述第一管路的第一端与外部空气连通，所述第一管路的第二端与所述电池电堆的阴极入口连通，所述第二管路的第一端与所述电池电堆的阴极出口连通，所述第二管路的第二端与外部空气连通，所述第三管路的第一端与所述第一管路的第一端连通，所述第三管路的第二端与所述第二管路的第一端连通；所述第一供气装置包括：空气压缩机，设置在所述第一管路的第一端处，用于调节所述第一管路中的气体的流量和压力；第一截止阀，设置在所述第一管路的第一端与所述电池电堆的阴极入口之间，用于在开启时，导通所述第一管路的第一端与所述电池电堆的阴极入口之间的通路；第二截止阀，设置在所述电池电堆的阴极出口与所述第二管路的第二端之间，用于在开启时，导通所述电池电堆的阴极出口与所述第二管路的第二端之间的通路；第三截止阀，设置在所述第三管路的第一端和第二端之间，用于在开启时，导通所述第三管路的第一端和第二端之间的通路；所述控制所述第一供气装置按照第二预设策略向所述第一气体管路中通入气体，包括：控制所述第一截止阀、所述第二截止阀开启，所述第三截止阀关闭，以第二预设策略控制所述空气压缩机调节所述第一管路中的气体的流量和压力；其中，所述第二预设策略包括：调节所述第一管路中的气体的流量为第一流量、压力为第一压力，并保持第一时长；周期性的以第一子策略调节所述第一管路中的气体的流量和压力，直到所述第一子策略的执行次数达到第一设定次数，其中，所述第一子策略包括：调
节所述第一管路中的气体的压力为第二压力并保持第二时长，然后调节所述第一管路中的气体的压力为第三压力并保持第三时长，所述第二压力大于第一压力大于第三压力。5.根据权利要求4所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，在所述第一子策略的执行次数达到第一设定次数之后，所述控制所述第一供气装置按照第二预设策略向所述第一气体管路中通入气体，还包括：控制所述第一截止阀、所述第二截止阀关闭，所述第三截止阀开启，控制所述空气压缩机调节所述第三管路中的气体的流量为第二流量、压力为第四压力，并保持第四时长。6.根据权利要求5所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，所述在所述第二预设策略的执行时间达到第一阈值的情况下，控制所述第一供气装置关闭，包括：在所述空气压缩机调节所述第三管路中的气体的流量为第二流量、压力为第四压力，并保持第四时长之后，控制所述第一供气装置关闭。7.根据权利要求4所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，所述第一供气装置还包括：流量计，设置在所述空气压缩机的入口处，用于测量进入所述空气压缩机的气体的流量；压力传感器，设置在所述电池电堆的阴极入口处，用于测量进入所述电池电堆的阴极的气体的压力；所述方法还包括：在以第二预设策略控制所述空气压缩机调节所述第一管路中的气体的流量和压力的情况下，若在第一设定时长内气体的流量未达到对应的所需流量，和/或气体的压力未达到对应的所需压力，则控制所述第一供气装置关闭。8.根据权利要求3所述的燃料电池发动机的吹扫控制方法，其特征在于，所述第二气体管路包括第四管路、第五管路、第六管路、第七管路；所述第二供气装置包括：供气设备、气水分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坤，陈首刚，张鹏，王明卿，丛开多，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：