[发明专利]在线监测车载燃料电池电堆湿度的方法和装置

说明书

本发明公开了一种在线监测车载燃料电池电堆湿度的方法，包括：预标定，标定正常湿度下燃料电池电堆的电阻上限R₁和电阻下限R₂；或者监测电堆湿度与电堆电阻，每一个湿度P均对应一个电阻范围R_P1～R_P2；实时检测燃料电池电堆电阻，使用DCDC控制燃料电池电堆对外输出的通断，测量并采集燃料电池电堆的输出电压和输出电流，测得电流中断前输出电流为I_c1，电流中断期间电压差为△V，则可计算出R_m＝△V/I_c1；以及根据实时电阻监测结果输出实时湿度状态，根据测得的R_m判断燃料电池电堆湿度状态，若R_mR₁，则电堆过干，若R_mR₂，则电堆过湿；或者根据测得的R_m判断燃料电池电堆湿度状态，若Rm处于某一个湿度P对应的电阻范围R_P1～R_P2，则判断燃料电池电堆此时的湿度为P。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种在线监测车载燃料电池电堆湿度的方法和装置。

背景技术

车载燃料电池的操作条件十分复杂。其内部的水来源于燃料电池工作时自己产生的水和外部增湿带来的水分。燃料电池内部的湿度控制十分重要，湿度过高会导致水淹，湿度过低会导致过干，两者都会导致燃料电池性能的下降和寿命的减少。因此对燃料电池内湿度的检测非常重要。目前关于燃料电池电堆内湿度的相关检测或估算手段主要为使用植入传感器和使用电压对电堆湿度状态进行估测。

例如，专利号为CN201811125975的专利公布了一种燃料电池内部温湿度监测装置，通过采用一体式温湿度传感器嵌入板体中，实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测，通过该专利的方法，可以监测单个燃料电池上各个位置上的湿度情况。然而，该方法采用一体式温湿度传感器实现对燃料电池内部任意位置的温湿度同时检测，该方法要求向双极板中嵌入传感器，通常车载的燃料电池电堆中的金属双极板厚度约为1mm，嵌入传感器会大幅增加双极板的厚度，厚度增加后，会大幅增加同功率下的电堆尺寸，降低电堆的功率密度。另外，由于需要监测整个电堆的湿度状况，湿度传感器需要被嵌入到每一个单燃料电池中。一个车载燃料电池电堆通常由数百个单燃料电池组装而成，嵌入传感器将导致燃料电池电堆成本的大幅增加，不适合量产。