[发明专利]一种延长燃料电池寿命的测试方法及装置

说明书

本发明提供一种延长燃料电池寿命的装置，包括：燃料电池电堆、控制器ECU、电压巡检装置、电流切换器、以及多个预设的阀；所述电压巡检装置设置在所述燃料电池电堆的两端板之间的表面；所述燃料电池电堆发出的电力经所述电流切换器后再对外部负载供电。本发明通过燃料电池正接与反接切换，使燃料电池阴阳极位置交替变更，利用电池电极电位变化清除存在的杂物，从而恢复电极性能，延长电池寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池的技术领域，具体而言，尤其涉及一种延长燃料电池寿命的测试方法及装置。

背景技术

燃料电池作为一种电化学电源，能够直接将燃料和氧化剂中的化学能转为电能。与传统内燃机相比，燃料电池具有效率高、运行安静、对环境友好等特点。2014年12月，日本丰田Mirai燃料电池汽车正式上市，极大推进了燃料电池的商业化进程。目前，燃料电池若要全面实现商业化，仍需突破“成本”与“寿命”两大难关。

为解决燃料电池的寿命问题，通常从两方面入手：一方面在燃料电池材料方面，研发长寿命、耐腐蚀材料，如高强度质子交换膜、高稳定性催化剂等，从根本上提高电池部件的寿命；另一方面通过对控制策略进行优化设计，给予燃料电池合适的运行环境，延缓电池性能衰减，比如优化启停操作、限制电极高电位、减少氢空界面等。尽管目前已经存在上述多种方法，来延长燃料电池寿命，但与成熟的内燃机技术相比燃料电池寿命仍然存在差距。

发明内容

根据上述提出与成熟的内燃机技术相比燃料电池寿命仍然存在差距的技术问题，而提供一种延长燃料电池寿命的测试方法及装置。本发明主要利用一种延长燃料电池寿命的装置，包括：

燃料电池电堆、控制器ECU、电压巡检装置、电流切换器、以及多个预设的阀；其中，阀I的一端与燃料气源连接、另一端与电堆燃料入口连接；阀II的一端与燃料气源连接、另一端与所述燃料电池电堆的氧化剂入口连接；阀IV的一端与氧化剂气源连接、另一端与所述燃料电池电堆的燃料入口连接；阀V一端与氧化剂气源连接、另一端与电堆氧化剂入口连接；电堆反应后的燃料与氧化剂尾气分别经阀III、阀VI排出系统；所述电压巡检装置设置在所述燃料电池电堆的两端板之间的表面；所述燃料电池电堆发出的电力经所述电流切换器后再对外部负载供电。

进一步地，所述燃料电池运行时，既可以正常模式运行，也可以反接模式运行；当正常模式运行时，燃料经阀I、氧化剂经阀V分别进入所述燃料电池电堆；当反接模式运行时，燃料经阀II、氧化剂经阀IV分别进入所述燃料电池电堆；当正接模式与反接模式同时运行时，电堆电路输出端的正极与负极互为相反，但经电流切换器后对外部负载输出电路端正负极不变。

更进一步地，所述燃料电池电堆处于反接模式运行时，电路反接通过所述电流切换器在ECU控制下自动完成。

进一步地，所述燃料电池电堆反接模式时运行时间不低于5分钟。

进一步地，所述电压巡检装置实时检测所述燃料电池电堆内各单电池电压数据，所能检测的电压范围为-1.5V～1.5V。

更进一步地，所述电压巡检装置检测的电压范围为-1.5V～1.5V。

更进一步地，所述燃料电池电堆的反接操作通过所述控制器ECU控制所述多个阀与电流切换器配合完成。

进一步地，所述多个阀为具备双向截至功能的独立阀件，或者为具有单向截至功能的阀与单向阀的组合。

更进一步地，所述燃料电池电堆反接之前，通过惰性气体吹扫或通过放电电阻消耗将所述燃料电池内的燃料与氧化剂彻底排出。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明燃料电池既可以正常模式运行，也可以反接模式运行，正常模式与反接模式切换由系统ECU控制反应气供应管路的阀件与电流切换器自动完成，控制简便、集成度高；