[发明专利]用于改善水管理和氢气利用的阳极排气控制策略

权利要求书

1.一种用于确定何时对燃料电池堆的阳极排气的方法，所述方法包括：

通过估计或测量电池堆阳极侧中的氮气量，确定何时开始阳极排气；以及

基于确定排气事件期间已排气的阳极气体的体积，确定何时结束阳极排气，

其中确定何时结束阳极排气包括：确定流过排气阀的阳极气体的摩尔流率； 积分该摩尔流率以便得到已通过排气阀的气体的摩尔数；确定待排气的气体的 期望摩尔数；以及当已通过排气阀的气体的实际摩尔数等于待排气气体的期望 摩尔数时，结束排气，

其中确定通过排气阀的阳极气体的摩尔流率包括使用以下方程：

m·=kv4.633PAnOut2-PCaOut2(MW)Tcool(mol/s)]]>

这里是摩尔流率，MW是氮气的分子量，P_AnOut是电池堆阳极出口处的压 力，P_CaOut是电池堆阴极出口处的压力，k_v是排气阀口径尺寸，以及T_cool是冷却流 体的温度，

其中确定待排气气体的期望摩尔数包括确定和使用要排出的摩尔排气体积 的阳极滞留时间定标因子，

其中确定待排气气体的期望摩尔数包括使用以下方程：

n=τ(PAnOutVAnRTcool)(mol)]]>

这里n是期望摩尔数，R是普适气体常数，V_An是电池堆中阳极的体积，P_AnOut是电池堆阳极出口处的压力，τ是定标因子，以及T_cool是冷却流体的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中定标因子是通过实验确定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定何时开始阳极排气包括：使用氮 气估计模型确定燃料电池堆的阳极侧中氮气的浓度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定何时开始阳极侧排气包括：测量 燃料电池堆的阳极侧中的氮气浓度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中燃料电池堆包括：采用阳极流动切换 的第一分离电池堆和第二分离电池堆。