本發(fā)明涉及氫氧燃料電池，尤其涉及一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置。

背景技術：

1、氫氧燃料電池是一種電化學反應裝置，其基本原理是電解水的逆反應，把氫氣和氧氣分別供給陽極和陰極，由氫氣和氧氣反應生成水，將化學能轉化為電能，同時伴隨著效率損失而轉化為熱能。為了確保燃料電池啟動時不會由于積水發(fā)生局部水淹的同時也能將堆內(nèi)雜質(zhì)氣體排出，一般在關機和開機過程中對燃料電池進行吹掃。

2、常規(guī)的空載吹掃過程中產(chǎn)生的過電位的長期存在，會導致電堆內(nèi)雙極板的碳腐蝕越加嚴重。目前，削弱碳腐蝕，減少氫空界面是改善氫氣燃料電池耐久性的一個重要方向之一。

3、現(xiàn)有技術主要是通過對氫氣腔和空氣腔進行同步吹掃，并通過控制高壓電控dcf來實現(xiàn)對電堆的外接負載電流拉載以減小電堆的單體電壓過電位的持續(xù)時間，拉載電流由模糊pid控制計算得出。由此種方法實現(xiàn)的吹掃對降低過電位確實有效，但是存在功率控制計算較為復雜的缺點，再加上在啟機吹掃時直接進行電流拉載，存在若操作不當可能對電堆會造成不可逆損傷的風險，此外，上述做法是氫空同時吹掃，在有效降低過電位問題的同時也造成了氫耗增加的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置，通過更低的耗氫成本，實現(xiàn)開機吹掃。

2、依據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種氫氧燃料電池吹掃控制方法，包括：

3、向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度；

4、向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；

5、在氫氣腔進行目標時長的吹掃之后，對所述氫氣腔進行保壓；

6、關閉旁通管路，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃；

7、獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及dcdc輸入端電壓；若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時長滿足運行條件，則氫氧燃料電池開始進行電流拉載。

8、可選的，所述向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出，包括：

9、打開進氫閥以及排氣排水閥；

10、根據(jù)預設的氫氣壓力，確定進氫比例閥的開度；

11、設定對電堆內(nèi)進行氫氣吹掃的目標時長；

12、向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的氫氣吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出。

13、可選的，所述向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度，包括：

14、打開空壓機及旁通管路閥，關閉空氣腔的進氣閥及背壓閥，向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度。

15、可選的，在所述向電堆內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的氫氣吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出步驟之后，所述方法還包括：

16、獲取氫氣入口壓力及電堆中各電池的平均單片電壓；

17、若所述氫氣入口壓力及所述電堆中各電池的平均單片電壓滿足放電條件，則控制dcdc處于放電模式；

18、可選的，所述若所述氫氣入口壓力及所述電堆中各電池的平均單片電壓滿足放電條件，則控制dcdc處于放電模式，包括：

19、若所述氫氣入口壓力與預設的目標壓力之間的差值在目標范圍內(nèi)，且所述電堆中各電池的平均單片電壓大于電壓閾值，則控制dcdc處于放電模式。

20、可選的，所述對所述氫氣腔進行保壓，包括：

21、關閉排氣排水閥，進氫閥保持打開，進氫比例閥根據(jù)預設的目標壓力通過pid調(diào)節(jié)開度，維持氫氣腔的需求壓力。

22、可選的，所述關閉旁通管路，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃，包括：

23、所述空壓機維持在預設轉速，打開空氣腔的進氣閥，關閉旁通管路閥，并調(diào)節(jié)背壓閥的開度，以維持氫空壓差恒定，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃。

24、可選的，所述若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時長滿足運行條件，則氫氧燃料電池開始進行電流拉載，包括：

25、若所述電堆內(nèi)單片電池電壓中的最低電壓大于第一閾值，所述dcdc輸入端電壓大于第二閾值，且吹掃總時長大于時長閾值，則燃料電池開始進行電流拉載。

26、依據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種氫氧燃料電池吹掃控制裝置，包括：

27、第一吹掃模塊，用于向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度；向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；

28、保壓模塊，用于在氫氣腔進行目標時長的吹掃之后，對所述氫氣腔進行保壓；

29、第二吹掃模塊，用于關閉旁通管路，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃；

30、獲取模塊，用于獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及dcdc輸入端電壓；

31、運行模塊，用于在所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時長滿足運行條件，則氫氧燃料電池開始進行電流拉載。

32、依據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種氫氧燃料電池，所述氫氧燃料電池的電堆在進行吹掃時，適用前述的氫氧燃料電池吹掃控制方法。

33、本說明書實施例中的上述一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果：

34、本說明書實施例提供的一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置，通過向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度；向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；在氫氣腔進行目標時長的吹掃之后，對所述氫氣腔進行保壓；關閉旁通管路，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃；獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及dcdc輸入端電壓；若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時長滿足運行條件，則氫氧燃料電池開始進行電流拉載。如此，采用氫空分步吹掃策略，可以大大縮短過電位的總時長，且使用dcdc放電模式，在氫氣吹掃的同時，消耗堆內(nèi)的氧氣且拉低過電壓。

35、上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。

技術特征：

1.一種氫氧燃料電池吹掃控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出，包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度，包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向電堆內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的氫氣吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出步驟之后，所述方法還包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述氫氣入口壓力及所述電堆中各電池的平均單片電壓滿足放電條件，則控制dcdc處于放電模式，包括：

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述氫氣腔進行保壓，包括：

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述關閉旁通管路，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃，包括：

8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述dcdc輸入端電壓以及吹掃總時長滿足運行條件，則氫氧燃料電池開始進行電流拉載，包括：

9.一種氫氧燃料電池吹掃控制裝置，其特征在于，包括：

10.一種氫氧燃料電池，其特征在于，所述氫氧燃料電池的電堆在進行吹掃時，適用權利要求1-8中任一所述的氫氧燃料電池吹掃控制方法。

技術總結
本發(fā)明公開一種氫氧燃料電池吹掃控制方法及裝置，通過向旁通管路中通入空氣，用以稀釋氫氣吹掃時氫氣的排放濃度；向電堆的氫氣腔內(nèi)通入氫氣，并進行目標時長的吹掃，吹掃的氫氣從排氣排水閥排出；在氫氣腔進行目標時長的吹掃之后，對所述氫氣腔進行保壓；關閉旁通管路，使空氣進入陰極進行堆內(nèi)吹掃；獲取電堆內(nèi)單片電池電壓以及DCDC輸入端電壓；若所述電堆內(nèi)單片電池電壓以及所述DCDC輸入端電壓以及吹掃總時長滿足運行條件，則氫氧燃料電池開始進行電流拉載。如此，采用氫空分步吹掃策略，可以大大縮短過電位的總時長，且使用DCDC放電模式，在氫氣吹掃的同時，消耗堆內(nèi)的氧氣且拉低過電壓。

技術研發(fā)人員：王樹旗
受保護的技術使用者：江蘇氫芯動力科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6