[发明专利]一种燃料电池电堆台架测试开关机方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池电堆台架测试开关机方法，包括独立的开机方法和关机方法，属于燃料电池技术领域。本发明创造性的将电堆台架测试开关机方法通用的步骤总结出来，同时引用了嵌套流程使整个方法更简洁清晰，通用性好，采用该方法可以保证燃料电池电堆在正常的工作状态下开始工作，保证电堆的正常功率输出。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池电堆台架测试开关机方法。

背景技术

当前全球面临环境、能源压力，新能源汽车在此背景下发展迅速。燃料电池汽车作为其中重要技术路线也为各国政府、企业所重视。燃料电池电堆作为燃料电池汽车的重要组成部件需求量逐年增大。燃料电池电堆在前期开发以及后期与系统其它部件匹配过程中需要进行大量测试，测试过程中开关机操作不当会对电堆造成一定的负面影响。

燃料电池电堆台架测试过程中，目前行业没有统一通用的开关机方法。现有公开发布燃料电池电堆台架测试的开关机方法较少，大多为电堆生产厂家规定的一套特定测试方法，通用性较差。

CN103259031A公开了一种质子交换膜燃料电池启动和停机控制方法，将整个燃料电池电堆分成若干电池模块，在每一个电池模块上连接由一个控制开关，一个辅助负载和一个晶体二极管相互串联组成模块化放电电路，每个放电电路和主负载电路并联连接在燃料电池的阴阳极两端；并将空气源经空气吹扫阀与燃料电池的阳极端相连接，用空气吹扫阳极残留氢气。启动控制采用氢气吹扫阳极，同时利用辅助负载控制电池电压；停机控制采用先关闭空气后关闭氢气，利用辅助负载闭口系放电，并结合空气吹扫阳极。该方法能够减少燃料电池停机的时间消耗，减小残留在阴极的氧气浓度，能防止模块内单电池的反极，防止停机放电时和空气吹扫时的电池反极现象发生，系统更加简化，操作方便。但是，该方法主要关注开关机过程中的控制硬件，而不涉及燃料电池电堆台架测试开关机方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆台架测试开关机方法，本发明创造性的将电堆台架测试开关机方法通用的步骤总结出来，同时引用了嵌套流程使整个方法更简洁清晰，通用性好，采用该方法可以保证燃料电池电堆在正常的状态下工作，进而保证电堆的正常功率输出。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池电堆台架测试开关机方法，包括独立的开机方法和关机方法，所述开机方法包括：

(1)对燃料电池电堆进行温度控制，冷却液入口温度设置为30℃，冷却液流量设置为最小流量；

(2)对燃料电池阴阳极分别进行氮气吹扫，氮气流量设置为最小流量；

(3)将冷却液入口温度设置到标称温度，燃料电池阴阳极的气体入口温度独立地设置为比标称冷却液入口温度高5～10℃(例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃等)，阴阳极的露点温度独立地设置为比标称冷却液入口温度低5～10℃(例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃等)，如此设置的目的是避免冷凝；

(4)待燃料电池电堆冷却液入口温度升温至大于等于设定值T₁，燃料电池阴阳极分别以最小流量通入反应气体，待最小单电池开路电压大于等于V₁，增加负载到电流密度为0.1～0.5A/cm²(该参数为小于最小流量反应气体所产生电流对应的电流密度，例如0.1A/cm²、0.2A/cm²、0.3A/cm²、0.35A/cm²、或0.5A/cm²等)；

(5)待冷却液入口温度大于等于燃料电池阴阳极的露点温度，开始增加反应气体流量和压力到相应的标称值，逐步增加负载到标称的负载；