一种燃料电池吹扫方法及系统与流程

本发明属于电池，尤其涉及一种燃料电池吹扫方法及系统。

背景技术：

1、燃料电池发动机工作时，主要反应气体为氢气和空气，主要反应场所为内部膜电极。燃料电池发电同时伴随水的产生(气态水和液态水)，产水量大小由电流大小决定，大部分的水会随气体排出燃料电池系统。当发动机内部液态水积聚过多时，将影响气体的扩散，降低反应速率，甚至可能会对膜电极产生不可逆损伤，尤其在发动机开机时影响最为明显。因此，有必要在发动机关机时对整个燃料电池系统执行吹扫程序，使吹扫后的发动机处于相对干燥的状态，保证下次开机时气体可以顺利到达膜电极各位置，不产生“堵水”现象，延长发动机整体使用寿命。

2、现有燃料电池系统技术中，采用阴阳极固定压力和压差的吹扫方法，常温吹扫一般为固定时长、固定阴阳极气体压力、固定阴阳极压差，整个吹扫过程仅以持续时间作为吹扫终点判定，无法检测发动机内部水平衡状态以及无法得知吹扫效果。

3、阴阳极固定压力和压差的吹扫方法存在一定缺陷：无法快速排出阳极反渗透液态水，很可能导致吹扫结束时，阳极吹扫效果不佳，仍有开机时堵水现象，影响发动机耐久性；吹扫效率较低，增加吹扫持续时长，增大发动机功耗；无法根据前置工况灵活处理，整体吹扫策略待优化。

技术实现思路

1、本发明提供了一种燃料电池吹扫方法及系统，可以解决无法快速排出阳极反渗透液态水，很可能导致吹扫结束时，阳极吹扫效果不佳，仍有开机时堵水现象，影响发动机耐久性；吹扫效率较低，增加吹扫持续时长，增大发动机功耗；无法根据前置工况灵活处理，整体吹扫策略待优化的技术问题。

2、本发明提供的技术方案如下所示：

3、一方面，提供了一种燃料电池吹扫方法，所述方法包括：

4、响应于接收到的发动机关机指令，获取所述发动机关机时的电流值；

5、基于所述电流值与预设电流阈值的比较结果确定所述发动机所处的吹扫区段，基于吹扫区段确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式；

6、获取所述发动机的高频阻抗变化量，基于所述高频阻抗变化量确定不同吹扫模式下的吹扫时间；

7、基于不同吹扫模式下的吹扫时间对所述燃料电池进行吹扫。

8、在一种可选的实施例中，基于所述电流值与预设电流阈值的比较结果确定所述发动机所处的吹扫区段，包括：

9、基于所述比较结果将所述电流值区分为不同吹扫区段，各个吹扫区段的电流值依次增大。

10、在一种可选的实施例中，所述吹扫区段包括：第一吹扫区段、第二吹扫区段、第三吹扫区段以及吹扫第四区段，所述第一吹扫区段、第二吹扫区段、第三吹扫区段以及第四吹扫区段的电流值依次增大。

11、在一种可选的实施例中，所述第一吹扫区段电流值范围为电流i＜146a，所述第二吹扫区段电流值范围为电流146a≤i＜380a，所述第三吹扫区段电流值范围为电流380a≤i＜544a，所述第四吹扫区段电流值范围为电流544a≤i＜697a。

12、在一种可选的实施例中，基于吹扫区段确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式，包括：

13、基于各个吹扫区段的电流值确定所述吹扫区段的吹扫时间；

14、基于各个吹扫区段的电流值确定所述吹扫时间内不同时间段的阳极吹扫电压、阴极吹扫电压；

15、基于所述吹扫区段的吹扫时间以及所述吹扫时间内不同时间段的阳极吹扫电压、阴极吹扫电压确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式；

16、其中，各个吹扫区段不同时间段具有各自对应的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压。

17、在一种可选的实施例中，当所述吹扫区段为第一吹扫区段时，吹扫模式为第一吹扫模式，当所述吹扫区段为第二吹扫区段时，吹扫模式为第二吹扫模式，当所述吹扫区段为第三吹扫区段时，吹扫模式为第三吹扫模式，当所述吹扫区段为第四吹扫区段时，吹扫模式为第四吹扫模式；

18、所述第一吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压的时间段包括一个子时间段；

19、所述第二吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压的时间段包括三个子时间段，其中，三个子时间段的时长相同；

20、所述第三吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压的时间段包括第一子时间段、第二子时间段与第三子时间段，其中，第一子时间段的时长和第三子时间段的时长小于第二子时间段的时长；

21、所述第四吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压的时间段包括三个子时间段，其中，三个子时间段的时长相同。

22、在一种可选的实施例中，所述第一吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第一阴阳极压差；所述第二吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第二阴阳极压差；所述第三吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第三阴阳极压差；所述第四吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第四阴阳极压差；

23、其中，所述第二阴阳极压差与第三阴阳极压差相同，所述第二阴阳极压差、所述第二阴阳极压差和所述第三阴阳极压差小于第四阴阳极压差。

24、在一种可选的实施例中，所述第一阴阳极压差为10kpa-15kpa，所述第二阴阳极压差为15kpa-20kpa，所述第三阴阳极压差为15kpa-20kpa，所述第四阴阳极压差为25kpa-35kpa。

25、在一种可选的实施例中，获取所述发动机的高频阻抗变化量，基于所述高频阻抗变化量确定不同吹扫模式下的吹扫时间，包括：

26、当所述发动机的高频阻抗变化量在0.1mω-0.3mω时，停止吹扫。

27、另一方面，提供了一种燃料电池吹扫系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，所述燃料电池吹扫系统执行以下过程：

28、响应于接收到的发动机关机指令，获取所述发动机关机时的电流值；

29、基于所述电流值与预设电流阈值的比较结果确定所述发动机所处的吹扫区段，基于吹扫区段确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式；

30、获取所述发动机的高频阻抗变化量，基于所述高频阻抗变化量确定不同吹扫模式下的吹扫时间；以及

31、基于不同吹扫模式下的吹扫时间对所述燃料电池进行吹扫。

技术特征：

1.一种燃料电池吹扫方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电流值与预设电流阈值的比较结果确定所述发动机所处的吹扫区段，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吹扫区段包括：第一吹扫区段、第二吹扫区段、第三吹扫区段以及吹扫第四区段，所述第一吹扫区段、第二吹扫区段、第三吹扫区段以及第四吹扫区段的电流值依次增大。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一吹扫区段电流值范围为电流i＜146a，所述第二吹扫区段电流值范围为电流146a≤i＜380a，所述第三吹扫区段电流值范围为电流380a≤i＜544a，所述第四吹扫区段电流值范围为电流544a≤i＜697a。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于吹扫区段确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述吹扫区段为第一吹扫区段时，吹扫模式为第一吹扫模式，当所述吹扫区段为第二吹扫区段时，吹扫模式为第二吹扫模式，当所述吹扫区段为第三吹扫区段时，吹扫模式为第三吹扫模式，当所述吹扫区段为第四吹扫区段时，吹扫模式为第四吹扫模式；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第一阴阳极压差；所述第二吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第二阴阳极压差；所述第三吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第三阴阳极压差；所述第四吹扫模式的阳极吹扫电压和阴极吹扫电压具有第四阴阳极压差；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一阴阳极压差为10kpa-15kpa，所述第二阴阳极压差为15kpa-20kpa，所述第三阴阳极压差为15kpa-20kpa，所述第四阴阳极压差为25kpa-35kpa。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，获取所述发动机的高频阻抗变化量，基于所述高频阻抗变化量确定不同吹扫模式下的吹扫时间，包括：

10.一种燃料电池吹扫系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，所述燃料电池吹扫系统执行以下过程：

技术总结本发明提供了一种燃料电池吹扫方法及系统，方法包括：响应于接收到的发动机关机指令，获取发动机关机时的电流值；基于电流值与预设电流阈值的比较结果确定发动机所处的吹扫区段，基于吹扫区段确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式；获取发动机的高频阻抗变化量，基于高频阻抗变化量确定不同吹扫模式下的吹扫时间；基于不同吹扫模式下的吹扫时间对燃料电池进行吹扫。技术研发人员：王浩楠,方川,曹季冬,赵兴旺,李飞强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：2024/9/9