[发明专利]燃料电池排放系统及其控制方法

说明书

本申请涉及燃料电池技术领域，揭示了一种燃料电池排放系统及其控制方法。该方法包括：在燃料电池系统的运行过程中，获取排放管路中实际燃气浓度，以及获取燃料电池电堆的实际输出电流与实际阻抗值；基于该实际燃气浓度和该实际输出电流，确定排气阀的第二排放周期和在该第二排放周期内的第二开启脉宽，并按照该第二排放周期和在该第二排放周期内的第二开启脉宽，循环控制排气阀开启；基于该实际阻抗值和该实际输出电流，确定排水阀的第三排放周期和在该第三排放周期内的第三开启脉宽，并按照该第三排放周期和在该第三排放周期内的第三开启脉宽，循环控制排水阀开启。本申请所提出的技术方案可以精确控制燃料电池电堆内的燃气浓度以及含水量。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，揭示了一种燃料电池排放系统及其控制方法。

背景技术

我国作为汽车大国，拥有巨大的汽车市场，在带来经济效益的同时，也伴随着巨大的能源消耗与环境污染。随着汽车领域的竞争越来越激烈，各企业、高校纷纷开始从事氢燃料电池汽车的研究。燃料电池系统的关键部件电堆在不同功率下需要定量的燃气和氧气，并处于特定的温度区间才能发挥最高的效率，同时在电堆反应的过程中会生成水。燃气浓度低或者电堆内含水量超过阈值，会造成电堆氢饥饿或者水淹，降低电堆工作效率，甚至对电堆本身造成永久性损害。因此精确控制电堆内燃气的浓度以及含水量对燃料电池系统的工作效率与寿命至关重要。基于此，本申请提出一种燃料电池排放系统及其控制方法，对燃料电池电堆的燃气浓度和含水量进行有效监测，并通过对燃料电池系统的排气阀和排水阀的排放周期进行调整，实现对燃料电池电堆内的燃气浓度以及含水量的精确控制，从而降低燃料电池电堆的故障发生。

发明内容

本申请涉及燃料电池技术领域，揭示了一种燃料电池排放系统及其控制方法。本申请为实现对燃料电池电堆内的燃气浓度以及含水量的精确控制，根据燃料电池电堆的燃气浓度和含水量，对燃料电池系统的排气阀和排水阀的排放周期进行动态调整，按照设定排放周期对燃料电池系统的排气阀和排水阀进行循环控制。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种燃料电池排放系统的控制方法，所述方法包括：在燃料电池系统的起机过程中，获取排放管路中实际燃气浓度，并基于所述实际燃气浓度和预先确定的目标燃气浓度计算燃气浓度偏差值；基于所述燃气浓度偏差值，确定排气阀的第一排放周期，在所述第一排放周期内的第一开启脉宽，以及目标开启次数，并按照所述第一排放周期，在所述第一排放周期内的第一开启脉宽，以及所述目标开启次数，循环控制所述排气阀开启；根据所述排气阀的实际开启次数和所述实际燃气浓度，确定所述燃料电池系统的起机状态。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述根据所述排气阀的实际开启次数和所述实际燃气浓度，确定所述燃料电池系统的起机状态，包括：如果所述排气阀的实际开启次数达到目标开启次数，且所述实际燃气浓度大于或等于所述目标燃气浓度，则判定所述燃料电池系统起机成功；如果所述排气阀的实际开启次数达到目标开启次数，且所述实际燃气浓度小于所述目标燃气浓度，则更新所述目标开启次数，并按照所述第一排放周期，在所述第一排放周期内的第一开启脉宽，以及更新后的目标开启次数，循环控制所述排气阀开启；如果所述排气阀的实际开启次数达到更新后的目标开启次数，且所述实际燃气浓度大于或等于所述目标燃气浓度，则判定所述燃料电池系统起机成功；如果所述排气阀的实际开启次数达到更新后的目标开启次数，且所述实际燃气浓度小于所述目标燃气浓度，则判定所述燃料电池系统起机失败。