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一種燃料電池除氧方法、裝置及介質(zhì)與流程

文檔序號(hào):40571187發(fā)布日期:2025-01-03 11:31閱讀:13來(lái)源:國(guó)知局
一種燃料電池除氧方法、裝置及介質(zhì)與流程

本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng),進(jìn)一步的涉及一種燃料電池除氧方法、裝置及介質(zhì)。


背景技術(shù):

1、燃料電池系統(tǒng)在停機(jī)時(shí),陰極側(cè)存在大量未反應(yīng)完的氧氣,陽(yáng)極側(cè)存在大量未反應(yīng)完的氫氣,由于陽(yáng)極側(cè)與陰極側(cè)的壓強(qiáng)不同以及膜電極密封原因,隨著停機(jī)時(shí)間的推移,氧氣會(huì)從陰極側(cè)滲透至陽(yáng)極側(cè)并與陽(yáng)極側(cè)氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致氫空界面,造成燃料電池系統(tǒng)性能嚴(yán)重衰退,耐久性下降。

2、目前,常見的避免停機(jī)時(shí)產(chǎn)生氫空界面的控制方法為:在燃料電池系統(tǒng)關(guān)機(jī)放電階段,關(guān)閉空氣側(cè)閥門,通過持續(xù)供氫,拉載電流,將陰極側(cè)的氧氣消耗殆盡,避免停機(jī)階段氧氣滲透至陽(yáng)極側(cè)與氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而形成氫空界面。然而,該方法只能解決燃料電池系統(tǒng)短期停機(jī)的情況,而對(duì)燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)期停機(jī)下,由于閥門的長(zhǎng)期磨損造成氣體密封性下降,在關(guān)機(jī)后無(wú)法避免大氣中充足的氧氣會(huì)從空氣側(cè)閥門或氫氣側(cè)閥門滲透至陽(yáng)極氫氣側(cè)中,從而產(chǎn)生的氫空界面的情況。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種燃料電池除氧方法、裝置及介質(zhì)。

2、具體的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

3、本申請(qǐng)的一方面,提供一種燃料電池除氧方法,包括步驟:

4、當(dāng)燃料電池停機(jī)時(shí)長(zhǎng)超過第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)時(shí),自動(dòng)開機(jī);

5、執(zhí)行燃料電池陽(yáng)極側(cè)排氣操作;

6、控制關(guān)閉所述燃料電池陰極側(cè)的進(jìn)堆、出堆截止閥,使燃料電池陽(yáng)極側(cè)氫氣和燃料電池陰極側(cè)剩余的氧氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),執(zhí)行燃料電池陰極側(cè)除氧操作;

7、控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。

8、通過對(duì)燃料電池陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)進(jìn)行除氧操作,去除燃料電池腔內(nèi)氧氣,避免了氫空界面的產(chǎn)生,提高了燃料電池的使用壽命和使用質(zhì)量。

9、在一些實(shí)施方式中,所述的執(zhí)行燃料電池陰極側(cè)除氧操作之后,還包括步驟:

10、對(duì)所述燃料電池進(jìn)行放電操作;

11、判斷燃料電池電壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)電壓;

12、若所述燃料電池電壓未達(dá)到所述預(yù)設(shè)電壓,重復(fù)執(zhí)行所述放電操作;

13、若所述燃料電池電壓達(dá)到所述預(yù)設(shè)電壓,控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。

14、燃料電池通過直流變換器消耗除氧過程中產(chǎn)生的電能,設(shè)定一個(gè)預(yù)設(shè)電壓,當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)電壓時(shí)停止放電,未達(dá)到預(yù)設(shè)電壓時(shí)繼續(xù)放電操作。進(jìn)一步的保護(hù)燃料電池,使其不會(huì)被高電位腐蝕,造成損壞,提高了燃料電池的使用壽命。

15、在一些實(shí)施方式中,所述的執(zhí)行燃料電池陽(yáng)極側(cè)排氣操作,具體包括步驟:

16、控制連接在所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氫氣循環(huán)泵使能,打開所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氫氣路閥門向所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)排入氫氣,以使出現(xiàn)在所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氧氣,在壓強(qiáng)的作用下排出。

17、通過使燃料電池陽(yáng)極側(cè)氣壓大于陰極側(cè)氣壓,避免了陰極側(cè)氧氣滲透至陽(yáng)極側(cè),且通過氫氣循環(huán)泵使能,打開燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氫氣路閥門向燃料電池陽(yáng)極側(cè)排入氫氣,使燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氧氣在壓強(qiáng)的作用下排出燃料電池。提升了燃料電池耐久性。

18、在一些實(shí)施方式中,所述的判斷燃料電池電壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)電壓,具體包括步驟:

19、判斷所述排氣操作、所述除氧操作以及所述放電操作的總時(shí)長(zhǎng)是否超過第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng);

20、所述判斷燃料電池電壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)電壓之后,還包括:

21、若所述總時(shí)長(zhǎng)未超過所述第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng),重復(fù)執(zhí)行所述排氣操作、所述除氧操作以及所述放電操作;

22、若所述總時(shí)長(zhǎng)超過所述第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng),則控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。

23、本申請(qǐng)的另一方面,提供一種燃料電池耗氧裝置,包括:

24、開機(jī)單元,用于當(dāng)燃料電池停機(jī)時(shí)長(zhǎng)超過第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)時(shí),自動(dòng)開機(jī);

25、第一執(zhí)行單元,用于執(zhí)行燃料電池陽(yáng)極側(cè)排氣操作;

26、第二執(zhí)行單元,用于控制關(guān)閉所述燃料電池陰極側(cè)的進(jìn)堆、出堆截止閥,使燃料電池陽(yáng)極側(cè)氫氣和燃料電池陰極側(cè)剩余的氧氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),執(zhí)行燃料電池陰極側(cè)除氧操作;

27、第一控制單元,用于控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。

28、在一些實(shí)施方式中,還包括:

29、放電單元,用于對(duì)所述燃料電池進(jìn)行放電操作;

30、判斷單元,用于判斷燃料電池電壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)電壓;

31、第三執(zhí)行單元,用于所述燃料電池電壓未達(dá)到所述預(yù)設(shè)電壓,重復(fù)執(zhí)行所述放電操作;

32、第二控制單元,用于所述燃料電池電壓達(dá)到所述預(yù)設(shè)電壓,控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。

33、在一些實(shí)施方式中,所述第一執(zhí)行單元,具體包括:

34、執(zhí)行模塊,控制連接在所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氫氣循環(huán)泵使能,打開所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氫氣路閥門向所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)排入氫氣,以使出現(xiàn)在所述燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氧氣,在壓強(qiáng)的作用下排出。

35、在一個(gè)實(shí)施例方式中,包括:

36、所述判斷單元,具體用于執(zhí)行判斷所述排氣操作、所述除氧操作以及所述放電操作的總時(shí)長(zhǎng)是否超過第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng);

37、所述第三執(zhí)行單元,還用于執(zhí)行若所述總時(shí)長(zhǎng)未超過所述第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng),重復(fù)執(zhí)行所述排氣操作、所述除氧操作以及所述放電操作;

38、所述第二控制單元,還用于執(zhí)行若所述總時(shí)長(zhǎng)超過所述第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng),則控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。

39、本申請(qǐng)的另一方面,還提供一種計(jì)算機(jī)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,其中,所述程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的燃料電池除氧方法。

40、本申請(qǐng)的另一方面,還提供一種燃料電池控制器,包括處理器和存儲(chǔ)器,所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序由所述處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述的燃料電池除氧方法所執(zhí)行的操作。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少具有以下一種有益效果:

42、1、通過對(duì)燃料電池陽(yáng)極側(cè)進(jìn)行排氣操作和陰極側(cè)進(jìn)行除氧操作,去除燃料電池腔內(nèi)氧氣,避免了氫空界面的產(chǎn)生,提高了燃料電池的使用壽命和使用質(zhì)量。

43、2、對(duì)完成除氧操作的燃料電池進(jìn)行放電,避免因陰極側(cè)相對(duì)電位差提高,對(duì)燃料電池碳載體進(jìn)行腐蝕,造成鉑的脫落,三相界面破壞等問題,進(jìn)一步提高了燃料電池的耐用性和使用壽命。

44、3、燃料電池通過直流變換器消耗除氧過程中產(chǎn)生的電能,設(shè)定一個(gè)預(yù)設(shè)電壓,當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)電壓時(shí)停止放電,未達(dá)到預(yù)設(shè)電壓時(shí)繼續(xù)除氧、放電操作。進(jìn)一步的保護(hù)燃料電池,使其不會(huì)被高電位腐蝕,造成損壞,提高了燃料電池的使用壽命。



技術(shù)特征:

1.一種燃料電池除氧方法,其特征在于,包括步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池除氧方法,其特征在于,所述的執(zhí)行執(zhí)行燃料電池陰極側(cè)除氧操作之后,還包括步驟:

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的燃料電池除氧方法,其特征在于,所述的執(zhí)行燃料電池陽(yáng)極側(cè)排氣操作,具體包括步驟:

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池除氧方法,其特征在于,所述的判斷燃料電池電壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)電壓,具體包括步驟:

5.一種燃料電池耗氧裝置,其特征在于,包括:

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池除氧裝置,其特征在于,還包括:

7.根據(jù)權(quán)利要求5-6任一項(xiàng)所述的燃料電池除氧裝置,其特征在于,所述第一執(zhí)行單元,具體包括:

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池除氧裝置,其特征在于,包括:

9.一種計(jì)算機(jī)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,其特征在于,所述程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的燃料電池除氧方法。

10.一種燃料電池控制器,包括處理器和存儲(chǔ)器,其特征在于,所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序由所述處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)上述的燃料電池除氧方法所執(zhí)行的操作。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種燃料電池除氧方法、裝置及介質(zhì),該方法包括:當(dāng)燃料電池停機(jī)時(shí)長(zhǎng)超過第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)時(shí),自動(dòng)開機(jī);執(zhí)行燃料電池陽(yáng)極側(cè)排氣操作;控制關(guān)閉所述燃料電池陰極側(cè)的進(jìn)堆、出堆截止閥,使燃料電池陽(yáng)極側(cè)氫氣和燃料電池陰極側(cè)剩余的氧氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),執(zhí)行燃料電池陰極側(cè)除氧操作;控制所述燃料電池進(jìn)入休眠狀態(tài)。由于閥門的長(zhǎng)期磨損造成密封性下降,使得空氣中的氧氣會(huì)從空氣側(cè)閥門或氫氣側(cè)閥門滲透至燃料電池陽(yáng)極側(cè)中,本發(fā)明通過一系列的除氧操作,去除了燃料電池陽(yáng)極側(cè)的氧氣,避免出現(xiàn)氫空界面,有助于提高燃料電池系統(tǒng)的耐久性。

技術(shù)研發(fā)人員:張曙,赫強(qiáng),賈奧
受保護(hù)的技術(shù)使用者:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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