[发明专利]一种燃料电池系统的吹扫控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池系统的吹扫控制方法和装置，该方法包括：当检测到停机吹扫指令时，控制所述燃料电池系统停机；根据前置工况参数确定初始吹扫参数；若吹扫一致性参数高于预设目标值，基于预设调整策略对所述初始吹扫参数进行调整，并基于调整的结果确定最终吹扫参数；若所述吹扫一致性参数不高于所述预设目标值，将所述初始吹扫参数作为所述最终吹扫参数；基于所述最终吹扫参数进行预设吹扫操作；其中，所述前置工况参数包括所述燃料电池系统停机时的加载电流和或电堆出水温度，从而避免了在燃料电池系统吹扫过程中单片间吹扫效果不一致，进而保证了电堆降温存储和冷启动的安全性和功能性，以及电堆的耐久性和动态特性。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种燃料电池系统的吹扫控制方法和装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池的工作原理是氢气和氧气发生电化学反应，生成水的同时输出电能。由于燃料电池单体的电压通常小1V，在实际应用时，需要将上百片单体串联组成燃料电池电堆，并匹配相应的外围附件，构成燃料电池系统。

燃料电池系统停机后，运转期间生成水及加湿的水可能会残留在系统内部，不利于下次的启动，尤其是当停机期间环境温度降低到零度以下时，内部的水可能会结冰，导致零部件、流道和扩散层等冻结，导致启动失败和部件损坏，所以通常在停机时执行吹扫操作。

现有的技术方案通常是根据压差法、阻抗法、时间法等方式来控制吹扫的过程，但上述方案都存在着共同的问题，即上述方案判断的参数都是基于电堆整体的参数，没有充分考虑到吹扫过程中电堆数百片单片间吹扫效果的不一致，而吹扫效果的不一致会导致单片间膜的干湿程度不同，从而导致安全性、耐久性和动态特性问题。

因此，如何避免在燃料电池系统吹扫过程中单片间吹扫效果不一致，进而提高燃料电池系统的可靠性，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种燃料电池系统的吹扫控制方法，用以解决现有技术中在燃料电池系统吹扫过程中单片间吹扫效果不一致的技术问题。

该方法包括：

当检测到停机吹扫指令时，控制所述燃料电池系统停机；

根据前置工况参数确定初始吹扫参数；

若吹扫一致性参数高于预设目标值，基于预设调整策略对所述初始吹扫参数进行调整，并基于调整的结果确定最终吹扫参数；

若所述吹扫一致性参数不高于所述预设目标值，将所述初始吹扫参数作为所述最终吹扫参数；

基于所述最终吹扫参数进行预设吹扫操作；

其中，所述前置工况参数包括所述燃料电池系统停机时的加载电流和或电堆出水温度，所述吹扫一致性参数包括电堆中各单片的阻抗值的标准差，或各所述阻抗值中最大阻抗值与最小阻抗值的差值，或各所述阻抗值的平均值与所述最大阻抗值的偏差，或所述平均值与所述最小阻抗值的偏差。

在本申请一些实施例中，所述预设调整策略包括降低吹扫时的空气流量，和或降低吹扫时的水泵转速，和或降低吹扫温度。

在本申请一些实施例中，在基于所述最终吹扫参数进行预设吹扫操作之后，所述方法还包括：

若吹扫阻抗值达到预设阻抗值，确定吹扫结束；

若所述吹扫阻抗值小于所述预设阻抗值，根据各所述阻抗值确定新的吹扫一致性参数；

其中，所述吹扫阻抗值包括所述平均值或所述最小阻抗值。

在本申请一些实施例中，所述阻抗值为频率高于第一预设频率的高频阻抗值或频率低于第二预设频率的低频阻抗值。

相应的，本发明还提出了一种燃料电池系统的吹扫控制装置，所述装置包括：