【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池故障检测领域，具体涉及一种燃料电池电堆氢气空气互串判定方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、燃料电池电堆一般由数量较多的单电池串联而成，每一节单电池由氢极板、膜电极、氧极板组成，氢燃料电池的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板(负极)，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板(正极)，而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。质子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。因此膜电极具有一定的透气性，膜电极在生产下线时会进行氢气空气互串测试，这一数值应当符合设计标准。当燃料电池电堆在完成装配后其氢气空气互串量也是衡量电堆质量的重要指标之一。氢气空气互串量，随着电堆反应时间的增加，会随之上升，到达设计极限后，基本不能再使用，因此氢气空气互串量也决定了燃料电池电堆的使用寿命。由于燃料电池电堆是单电池堆叠串联而成，且膜电极是电堆中最薄弱的零件，因此假设电堆中某些单电池氢气空气互串量超标，也会影响整个电池堆的使用。目前缺乏一种在燃料电池整堆上对存在氢气空气互串故障的部分单电池准确判定方法，给燃料电池故障分析、售后维修带来不便。
2、在现有技术中存在利用保压法通过测试压力变化来判断氢空之间是否串气，也可以测试电堆其他腔体的密封性能。通过给燃料电池电堆氢腔充入一定压力气体打开空腔流道，一定时间后观察氢腔的压力变化值经过换算来计算氢空泄漏量。以及利用流量法通过测试腔体流量变化来判定
3、在现有技术在存在的这些方法中，只能判断电堆整体的氢空互串是否达标，在出现氢空互串超标后，无法判断具体的故障单单节电池部位，电堆无法精准返修。
技术实现思路
1、本申请提供一种燃料电池电堆氢气空气互串判定方法、装置、设备及计算机可读存储介质，可以在燃料电池整堆上快速准确的筛选出氢空互串异常的单电池，让燃料电池电堆可以实现精准快速的维修，延长其使用寿命，降低维护成本，提高使用安全性。
2、第一方面，本申请实施例提供一种燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，包括以下步骤：
3、燃料电池电堆开机工作状态下，针对所述燃料电池电堆中每个单电池，检测所述单电池与其相邻单电池的电压极差是否超出限值；
4、针对所述燃料电池电堆中每个单电池，检测所述单电池所处的电池模块的电压波动率是否超出限值；
5、所述燃料电池电堆关闭后，针对所述燃料电池电堆中每个单电池，检测所述单电池的电压衰减速率是否大于平均电压衰减速率，所述平均电压衰减速率为所述燃料电池电堆中所有单电池的电压衰减速率的平均值；
6、若所述单电池与其相邻单电池的电压极差超出限值、所述单电池电压衰减速率大于平均电压衰减速率且所述单电池所处的电池模块的电压波动率超出限值，则确定所述单电池存在氢气空气互串故障。
7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述检测所述单电池与其相邻单电池的电压极差是否超出限值具体步骤包括：
8、计算所述单电池与其相邻单电池的电压极差xn＝vn+1-vn，其中，vn为第n个单电池电压，vn+1为第n+1个单电池电压；
9、将所述电压极差xn与第一电池极差设定值x比较；
10、若xn小于x，则确定所述单电池与其相邻单电池的电压极差未超出限值；
11、若xn大于x，则确定所述单电池与其相邻单电池的电压极差超出限值。
12、结合第一方面，在一种实施方式中，所述检测所述单电池所处的电池模块的电压波动率是否超出限值的具体步骤包括：
13、将燃料电池所有的单电池平均划分n个电池模块；
14、计算所述单电池所处的电池模块的平均电压和所述燃料电池电堆的总平均电压；
15、根据所述单电池所处的电池模块的平均电压和所述燃料电池电堆的总平均电压，计算所述单电池所处的电池模块的电压波动率，并判断所述单电池所处的电池模块的电压波动率的电压波动率是否超出限值。
16、结合第一方面，在一种实施方式中，所述计算所述单电池所处的电池模块的平均电压和所述燃料电池电堆的总平均电压的步骤包括：
17、根据第一公式计算所述单电池所处的电池模块的平均电压vm；所述第一公式为：其中，q为所述单电池所处的电池模块的单电池总数；
18、根据第二公式计算所述燃料电池电堆的总平均电压vmea；所述第二公式为：其中，n为电池模块的总数。
19、结合第一方面，在一种实施方式中，根据所述vm、所述vmea以及所述第三公式计算所述单电池所处的电池模块的电压波动率y；
20、所述第三公式为：y＝(vm-vmea)/vmea*100％。
21、结合第一方面，在一种实施方式中，所述燃料电池电堆关闭后，针对所述燃料电池电堆中每个单电池，检测所述单电池的电压衰减速率是否大于平均电压衰减速率具体步骤包括：
22、关闭所述燃料电池电堆，针对所述燃料电池电堆中每个单电池，测量所述单电池关闭时的电压vn；
23、记录所述单电池的电压下降到限值电压vq所需要的时间t；
24、基于所述vn、所述vq以及所述t，计算所述单电池电压衰减速率α；
25、基于所述vmea、所述vq以及所述t，计算平均电压衰减速率β；
26、判断所述单电池的电压衰减速率α是否大于平均电压衰减速率β。
27、结合第一方面，在一种实施方式中，所述单电池电压衰减速率α为：
28、α＝(vn-vq)/t；
29、所述平均电压衰减速率β为：
30、β＝(vmea-vq)/t。
31、第二方面，本申请实施例提供了一种燃料电池电堆氢气空气互串判定装置，所述燃料电池电堆氢气空气互串判定装置包括：
32、单电池电压获取单元，用于获取燃料电池电堆中每个单电池的电压；
33、电池模块电压获取单元，用于获取电池模块的平均电压；
34、电压衰减获取单元，用于获取单电池电压衰减速率和平均电压衰减速率；
35、数据处理单元，所述数据处理单元与所述单电池电压获取单元、所述电池模块电压获取单元以及所述电压衰减获取单元连接并接收数据；
36、所述数据处理单元基于所述单电池电压获取单元获取的每个单电池的电压数据检测所述单电池与其相邻单电池的电压极差是否超出限值；所述数据处理单元基于电池模块电压获取单元获取的电池模块的平均电压数据检测所述单电池所处的电池模块的电压波动率是否超出限值；所述数据处理单元基于电压衰减获取单元获取的单电池电压衰减速率和平均电压衰减速率数据检测所述单电池的电压衰减速率是否大于平均电压衰减本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述燃料电池电堆氢气空气互串判定方法包括：
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述检测所述单电池与其相邻单电池的电压极差是否超出限值具体步骤包括：
3.如权利要求1所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述检测所述单电池所处的电池模块的电压波动率是否超出限值的具体步骤包括：
4.如权利要求3所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述计算所述单电池所处的电池模块的平均电压和所述燃料电池电堆的总平均电压的步骤包括：
5.如权利要求4所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，根据所述Vm、所述Vmea以及所述第三公式计算所述单电池所处的电池模块的电压波动率Y；
6.如权利要求5所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述燃料电池电堆关闭后，针对所述燃料电池电堆中每个单电池，检测所述单电池的电压衰减速率是否大于平均电压衰减速率具体步骤包括：
7.如权利要求6所述的燃料电池电堆氢气空
8.一种燃料电池电堆氢气空气互串判定装置，其特征在于，所述燃料电池电堆氢气空气互串判定装置包括：
9.一种燃料电池电堆氢气空气互串判定设备，其特征在于，所述燃料电池电堆氢气空气互串判定设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的燃料电池电堆氢气空气互串判定程序，其中所述燃料电池电堆氢气空气互串判定程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有燃料电池电堆氢气空气互串判定程序，其中所述燃料电池电堆氢气空气互串判定程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述燃料电池电堆氢气空气互串判定方法包括：
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述检测所述单电池与其相邻单电池的电压极差是否超出限值具体步骤包括：
3.如权利要求1所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述检测所述单电池所处的电池模块的电压波动率是否超出限值的具体步骤包括：
4.如权利要求3所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述计算所述单电池所处的电池模块的平均电压和所述燃料电池电堆的总平均电压的步骤包括：
5.如权利要求4所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，根据所述vm、所述vmea以及所述第三公式计算所述单电池所处的电池模块的电压波动率y；
6.如权利要求5所述的燃料电池电堆氢气空气互串判定方法，其特征在于，所述燃料电池电堆关闭后，针对所述燃料电池电堆中每个单电池，...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯雪峰，王希诚，谷军庆，杨肖，李克章，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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