[发明专利]燃料电池耐一氧化碳的阳极空气喷射精确调控方法及系统

权利要求书

1.一种燃料电池耐受一氧化碳的阳极空气喷射量调控方法，其特征在于，该调控方法包括：

从待控燃料电池中任意选取一个标定燃料电池，对标定燃料电池进行标定，得到燃料电池性能MAP图，得到燃料电池性能MAP图的过程如下：

(1)向标定燃料电池的阳极入口处供应一氧化碳和氢气的混合气体，其中一氧化碳浓度为已知，同时，向标定燃料电池的阳极入口处喷射混入已知浓度的空气，设定一个标定电流密度i_cell，测定在该标定电流密度下标定燃料电池的电压，建立在已知一氧化碳浓度下空气浓度与标定燃料电池电压的关系曲线；

(2)改变步骤(1)中混合气体中一氧化碳的浓度，一氧化碳浓度从0开始增加，重复步骤(1)，得到一氧化碳浓度改变后的空气浓度与标定燃料电池的稳态电压的关系曲线；

(3)重复步骤(1)和步骤(2)，得到多个空气浓度与标定燃料电池的电压的关系曲线，多个空气浓度与标定燃料电池的电压的关系曲线组成燃料电池性能MAP图；

检测待控燃料电池的阳极入口处一氧化碳的浓度，记为c_in，根据燃料电池性能MAP图，确定出待控燃料电池的前馈最优空气喷射浓度c_air；

建立燃料电池阳极气体吸附和反应的优化模型，求解该优化模型，得到燃料电池阳极催化剂表面上氢气、氧气和一氧化碳的吸附占比，根据该催化剂表面一氧化碳吸附占比与一氧化碳浓度之间的关系，得到待控燃料电池的阳极催化剂表面的等效一氧化碳浓度c_CO,equ；

使用燃料电池性能MAP图，建立在等效一氧化碳浓度c_CO,equ下的空气浓度与标定燃料电池的电压的关系曲线，将与该曲线的峰值相对应的空气浓度作为对该待控燃料电池的前馈空气喷射量的修正，即最优反馈空气喷射量

根据前馈最优空气喷射浓度c_air和最优反馈空气喷射量得到燃料电池阳极空气喷射流量为其中q_H2为燃料电池系统的氢气流量需求，由燃料电池系统的工况得到，实现对燃料电池耐受一氧化碳的阳极空气喷射量的调控。

2.如权利要求1所述的调控方法，其特征在于其中所述的确定待控燃料电池的前馈最优空气喷射浓度c_air，具体过程如下：

根据燃料电池性能MAP图，得到一氧化碳的浓度为c_in的空气浓度与标定燃料电池的电压的关系曲线，将与该曲线的峰值V_ff相对应的空气浓度c_air记作前馈最优空气喷射浓度c_air，将该前馈最优空气喷射浓度c_air作为该待控燃料电池的前馈最优空气喷射量，当阳极入口处一氧化碳的浓度c_in不能与燃料电池性能MAP图中的一氧化碳浓度相对应时，从与燃料电池性能MAP图中选取相邻的两条曲线的峰值相对应的空气浓度做插值计算，得到前馈最优空气喷射浓度c_air。

3.如权利要求1所述的调控方法，其特征在于其中所述的确定待控燃料电池的前馈最优空气喷射浓度c_air，具体过程如下：

建立与MAP图中的每条曲线峰值相对应的最优空气喷射浓度与该条曲线所代表的一氧化碳浓度的关系曲线，对该关系曲线进行插值计算，得到前馈最优空气喷射浓度c_air。

4.如权利要求1所述的调控方法，其特征在于其中所述的确定待控燃料电池的前馈最优空气喷射浓度c_air，具体过程如下：

建立与MAP图中的每条曲线峰值相对应的最优空气喷射浓度与该条曲线所代表的一氧化碳浓度的关系曲线，根据该关系曲线，利用拟合公式c_air＝f(c_in)，计算得到前馈最优空气喷射浓度c_air。

5.如权利要求4所述的调控方法，其特征在于其中所述的拟合公式为：c_air＝a×ln(b×c_in+1)+c×c_in²+d×c_in，其中a、b、c、d分别为公式的拟和参数。