燃料电池系统吹扫关机控制方法与流程

本发明属于燃料电池，尤其是涉及一种燃料电池系统吹扫关机控制方法。

背景技术：

1、燃料电池发动机运行的产物之一是水，具体产水量与电量相关(即电流大小*持续时间)。发动机在运行结束后，会执行吹扫关机策略，通过预先设定的吹扫关机程序(此处仅针对常温吹扫程序，冬季低温吹扫除外)，将质子膜与流道之间多余的液态水排出发动机，避免下次启动时因流道堵水致使气体无法到达指定区域与膜电极发生反应，局部缺气，对膜电极产生不可逆损伤，影响发动机寿命。具体地，吹扫关机程序一般分为降载、气体吹扫、高频阻抗识别、关机完成四个步骤。

2、现有的吹扫关机程序，大体分为两种控制策略，即固定吹扫时间和识别高频阻抗值大小，前者为固定吹扫时间，其余条件不作参考，吹扫达到预定时长后，记录高频阻抗值，关机结束；后者在吹扫过程中测试高频阻抗值，当数值达到规定大小后，关机结束。现有吹扫关机程序不关注吹扫前的状态，即不关注吹扫前的运行电流大小和降载斜率。

3、现有技术中，忽略了关机前运行电流大小和降载斜率，这导致吹扫前电堆内部的水平衡以及膜电极片间液态水(或气体)分布不均匀，影响了吹扫效果，具体表现为：1.经历相同时间的吹扫程序后，有可能存在吹扫不彻底的情况，仍然存在部分堵水；2.目前发动机系统测试的高频阻抗为电堆整体阻抗值，无法准确识别片间差异，在此种情况下，即使吹扫后阻抗值达到规定要求，也无法保证理想的吹扫效果。上述两种情况都会导致下次开机时，存在堵水情况，继而膜电极局部缺气，引发高温热点，损伤关键零部件，影响发动机寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种燃料电池系统吹扫关机控制方法，至少部分的解决现有技术中存在的堵水造成膜电极局部缺气，从而引发高温热点，损伤关键零部件的问题。

2、本公开实施例提供了一种燃料电池系统吹扫关机控制方法，包括：燃料电池收到关机指令后，响应于降载指令，检测降载前燃料电池运行电流大小，基于检测的运行电流匹配预设降载斜率对燃料电池系统进行降载。

3、可选的，还包括，对燃料电池相关参数进行检测，按照匹配的降载斜率降载，待电流降载至设定值后，开启持续吹扫，直至高频阻抗达到设定数值。

4、可选的，所述对燃料电池相关参数进行检测，相关参数包括平均单片电压、电压标准差和高频阻抗。

5、可选的，当降载前电流为35a-800a时，预设降载斜率为35a/s-300a/s。

6、可选的，当降载前电流为35a-800a时，电压标准差≤4。

7、可选的，当降载前电流为35a-800a，吹扫前高频阻抗值为0.18-0.24mω时，电流降载的设定值为35-50a。

8、可选的，高频阻抗达到的设定数值≤0.17mω。

9、可选的，所述预设降载斜率基于燃料电池耐久实测数据得出。

10、可选的，包括为降载斜率设定相应的燃料电池工况参数。

11、可选的，所述工况参数包括气体流量、压力和温度。

12、本发明提供的燃料电池系统吹扫关机控制方法，根据降载前电流大小灵活匹配降载斜率，有效改善吹扫前的电堆内部水平衡，提高了关机吹扫的可靠性，缩短实际吹扫时长，提升吹扫效率。

技术特征：

1.一种燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，包括：燃料电池收到关机指令后，响应于降载指令，检测降载前燃料电池运行电流大小，基于检测的运行电流匹配预设降载斜率对燃料电池系统进行降载。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，还包括，对燃料电池相关参数进行检测，按照匹配的降载斜率降载，待电流降载至设定值后，开启持续吹扫，直至高频阻抗达到设定数值。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，所述对燃料电池相关参数进行检测，相关参数包括平均单片电压、电压标准差和高频阻抗。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，当降载前电流为35a-800a时，预设降载斜率为35a/s-300a/s。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，当降载前电流为35a-800a时，电压标准差≤4。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，当降载前电流为35a-800a，吹扫前高频阻抗值为0.18-0.24mω时，电流降载的设定值为35-50a。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，高频阻抗达到的设定数值≤0.17mω。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，所述预设降载斜率基于燃料电池耐久实测数据得出。

9.根据权利要求1所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，包括为降载斜率设定相应的燃料电池工况参数。

10.根据权利要求9所述的燃料电池系统吹扫关机控制方法，其特征在于，所述工况参数包括气体流量、压力和温度。

技术总结
本发明提供了一种燃料电池系统吹扫关机控制方法，包括：燃料电池收到关机指令后，响应于降载指令，检测降载前燃料电池运行电流大小，基于检测的运行电流匹配预设降载斜率对燃料电池系统进行降载。根据降载前电流大小灵活匹配降载斜率，有效改善吹扫前的电堆内部水平衡，提高了关机吹扫的可靠性，缩短实际吹扫时长，提升吹扫效率。

技术研发人员：王浩楠,方川,曹季冬,刘然
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25