[发明专利]一种燃料电池电堆控制系统、控制方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池电堆控制系统、控制方法，属于氢燃料电池技术领域，所述方法包括：通过温度传感器检测对电堆进行实时温度采集，并判断所述电堆实时温度是否大于第一预设温度；若否则执行下一步；对电堆进行实时电流采集，并判断所述电堆输出的实时电流是否大于第一预设电流；若否则执行步骤三；对电堆进行实时电压采集，并判断所述电堆输出的实时电压是否小于第一预设电压；若否调节温控组件维持初始占空比的转速。本发明通过温度传感器及时判断电堆温度、输出电流、输出电压的变化，在尚未对电堆正常工作产生影响，通过调节温控组件的转速达到降温的效果，保证燃料电池电堆的使用一直处于最适宜温度区间。

技术领域

本发明属于氢燃料电池技术领域，尤其是一种燃料电池电堆控制系统、控制方法。

背景技术

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。从理论上来讲,只要连续供给燃料，燃料电池便能连续发电，已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。燃料电池具有燃料能量转化率高、噪音低以及零排放等优点，可广泛应用于汽车、客车、货车、无人机、两轮车等交通工具以及后备电源、固定电站等方面。

燃料电池电堆在工作状态下会释放大量热量，如果产生的热量不及时排掉,电堆温度将逐渐升高。然而燃料电池在使用中，需要合适的温度，以便系统能达到其最好的性能。当电堆温度过低时，催化剂活性下降,输出电压降低,电堆性能变差；当电堆温度过高时，质子交换膜上的水分容易挥发，导致质子交换膜湿度降低，过于干燥会导致其损伤，降低了其对氢离子的传递效率，从而影响燃料电池电堆的性能，故合理的温度至关重要，燃料电池运行过程中需要冷却系统对电堆温度进行合理控制。

现有的燃料电池电堆故障诊断和处理方法，一般是当电堆温度超出预设值就关机再启动风扇进行冷却，需要对燃料电池电堆停机处理并排除故障，费时费力，不能达到电堆持续运行的要求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种燃料电池电堆控制系统、控制方法，以解决背景技术中所涉及的问题。

基于上述技术问题，本发明提出了一种燃料电池电堆控制系统、控制方法，包括如下四个方面。

第一方面，本发明提供一种电堆温度控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

步骤一、通过温度传感器检测对电堆进行实时温度采集，并判断所述电堆实时温度是否大于第一预设温度；若是，则调节温控组件的转速，以保持电堆温度小于第一预设温度；若否，则执行步骤二；

步骤二、对电堆进行实时电流采集，并判断所述电堆输出的实时电流是否大于第一预设电流；若是，则根据电流大小、在预定占空比以下线性调节温控组件转速；若否，则执行步骤三；

步骤三、对电堆进行实时电压采集，并判断所述电堆输出的实时电压是否小于第一预设电压；若是，开启排气阀进行排气，温控组件的转速维持预定占空比吹扫预定时间；若否，调节温控组件维持初始占空比的转速。

优选地或可选地，所述步骤一还包括：

当所述电堆实时温度大于第一预设温度时，进一步判断检测温度传感器是否正常工作；

若是，则采用PID调节温控组件的转速；若否，则温控组件维持当前转速，并执行步骤三。

优选地或可选地，所述步骤二还包括：

当所述电堆输出的实时电流大于第一预设电流时，进一步判断所述电堆实时温度是否大于第二预设温度；

若是，则根据电流大小、在预定占空比以下线性调节温控组件转速；若否，则温控组件维持当前转速，并执行步骤三；

当调节温控组件达到在所述预定占空比下的指定转速，进一步判断所述电堆实时温度是否大于第一预设温度；若是，返回步骤一；若否，则温控组件维持当前转速，并执行步骤三。