[发明专利]一种燃料电池启停保护控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池启停保护控制方法及系统。

背景技术

燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能"储电"而是一个"发电厂"，被誉为是一种继水力、火力、核电之后的第四代发电技术，也正在美、日等发达国家崛起，以急起直追的势头快步进入能以工业规模发电的行列。燃料电池具有高能量转换效率、低温快速启动、低热辐射和低排放、运行噪声低和适应不同功率要求，具有非常好的前景。

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，简称PEMFC)是一种燃料电池，是由多个单电池堆叠而成的电堆，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。PEMFC在应用中，不仅是汽车最有前途的替代清洁能源，还能广泛用于自行车、摩托车、汽车、航天飞机等交通工具的动力电源，又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给，还能解决电网调峰问题。

从目前发展情况看，随着燃料电池的商业化推广，市场前景十分广阔。但是，PEMFC实际运行时，现有的PEMFC系统控制方法在PEMFC电池关机时，未对PEMFC电池进行完善系统的关机保护动作，出现燃料电池寿命减少，效率降低等现象，最终导致PEMFC性能衰减。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池启停保护控制方法及系统，通过在质子交换膜燃料电池关机时，依次进行降压保护、降温保护以及调压保护，从而有效的保护燃料电池的性能和寿命，降低质子交换膜燃料电池的性能衰减。

第一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池启停保护控制方法，该方法包括：

接收关机指令后，终止电池的输出；

获取所述燃料电池两端的开路电压值，根据所述开路电压值进行降压保护；

获取所述燃料电池的温度值，根据所述温度值进行降温保护；

获取所述燃料电池的阳极压力值，根据所述阳极压力值进行调压保护；

执行关机动作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述温度值进行电压保护包括：

对比所述开路电压值与预设电压阈值；

当所述开路电压值大于所述预设电压阈值时，调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述燃料电池通过负载开关与放电电路连，当所述负载开关闭合时，所述燃料电池与所述放电电路连接构成放电回路，其中，所述放电电路包括负载电阻和/或可充电电池；

所述调节所述开路电压值至所述开路电压值小于等于所述预设电压阈值包括：

发送第一控制指令到所述负载开关，控制负载开关闭合，以使所述燃料电池与所述放电电路连接而构成放电回路进行放电；

当所述开路电压等于或者小于所述预设电压阈值时，发送第二控制指令到所述负载开关，控制所述负载开关断开以使所述燃料电池与所述放电电路断开连接而停止放电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据所述温度值进行降温保护包括：

对比所述温度值与预设温度阈值；

当所述温度值大于所述预设温度阈值时，调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述调节所述温度值至所述温度值小于等于所述预设温度阈值包括：

开启散热装置，其中，所述散热装置包括水循环结构、排风扇以及导热管中的一种或者多种；

当所述温度值小于等于所述预设温度阈值时，关闭所述散热装置并开启冲刷电磁阀以排除所述燃料电池两极的液态水。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述根据所述阳极压力值进行调压保护包括：

根据第一压力阈值和第二压力阈值，将压力范围划分为高压范围、低压范围与正常范围；