[发明专利]一种车用燃料电池系统低温停机吹扫方法

说明书

本发明提供了一种车用燃料电池系统低温停机吹扫方法，包括：接收到低温停机命令后，将电堆电流降至I1，进入第一阶段吹扫过程；当电堆总电压≤U1，或者吹扫时长达到T5，或者单体电压≤U3，进入第二阶段吹扫过程；设定电堆电流及空压机转速为0，氢气压力为P2；停止PTC加热，关闭排氢阀；设定放电电流I2，进行主动放电；当电堆总电压＜U4，或最低单体电压＜U5时，设定电堆电流等于0，主动放电结束；进行补氢，低温停机吹扫程序结束。本发明能够快速将电堆和辅助部件中的液态水吹出系统，并降低系统内部湿度，防止电堆内部和辅助部件低温储存中出现的结冰现象，引起性能衰退和妨碍下次的低温启动。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统技术领域，尤其涉及一种车用燃料电池系统低温停机吹扫方法。

背景技术

车用燃料电池系统应用场景常有温度低于零下的情况，停机后燃料电池系统如何在零下低温时快速吹扫，将前一阶段运行时反应生成的水排出电堆，防止电堆内部膜电极和双极板流道内生成的冰碴填充多孔介质内空隙和破坏扩散层结构，阻碍再次启动时的氧气传输，保证电堆和系统的再次正常启动，是各个高校和企业的研究燃料电池的重点。

车用燃料电池系统在进行低温吹扫时，需要注意四个方面。首先，吹扫过程中，电堆需要维持在一个较高的温度，保证内部膜电极表面、碳纸表面和双极板中的液态水分快速蒸发。其次，吹扫时间要短，作为车用燃料电池系统，车辆停机后人员的主观意向是希望车辆尽快停机。再次，低温吹扫过程需要维护电堆的寿命，尽量避免高电位。最后，燃料电池系统内带有水汽的辅助部件，如氢循环泵、排氢阀、空气背压阀等，需在再吹扫过程中除去液态水的累积，避免再次启动时冰冻，无法或者需要长时间才能打开的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车用燃料电池系统低温停机吹扫方法，旨在解决现有技术的问题，能够快速将电堆和辅助部件中的液态水吹出系统，并降低系统内部湿度，防止电堆内部和辅助部件低温储存中出现的结冰现象，引起性能衰退和妨碍下次的低温启动。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种车用燃料电池系统低温停机吹扫方法，包括如下步骤：

步骤1，接收到低温停机命令后，将电堆电流降至I1，进入第一阶段吹扫过程；

步骤2，当电堆总电压≤U1，或者吹扫时长达到T5，或者单体电压≤U3，进入第二阶段吹扫过程；

步骤3，设定电堆电流及空压机转速为0，氢气压力为P2；停止PTC加热，关闭排氢阀；

步骤4，设定放电电流I2，进行主动放电；同时关闭电堆进气节气门和背压节气门；

步骤5，当电堆总电压＜U4，或最低单体电压＜U5时，设定电堆电流等于0，断开电堆母线继电器，设定水泵转速等于0，主动放电结束；

步骤6，进行补氢，当补氢时长达到T9时，关闭低压供氢，同时低温停机吹扫程序结束。

优选的，所述第一阶段吹扫过程包括：

设定背压节气门开度A％，设定空压机转速R1，设定氢气压力P1，设定氢循环泵转速R2，设定排氢阀打开和关闭时间T1和T2，设定水泵的转动和停止时长为T3和T4，水泵转速为最低值，设定PTC加热功率为最大值；然后进行电堆开路吹扫。

优选的，所述第二阶段吹扫过程包括：

当电堆总电压≤U1，或者时长达到T5时，设定氢循环泵转速＝0，同时降低电堆电流为0，进行电堆开路吹扫；当吹扫时长达到T6或者电堆总电压≤U2时，吹扫结束；

当单体电压≤U3，且持续时间≥T7时，设定氢循环泵转速＝0，同时降低电堆电流为0，进行电堆开路吹扫；当吹扫时长达到T8时，吹扫结束。

优选的，所述氢气压力P2≤P1。