一种燃料电池检漏系统及其控制方法与流程

本发明涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池检漏系统及其控制方法。

背景技术：

1、风、光等新能源发电具有不可控的缺点，通过电解水制氢的方式将新能源的电能储存起来是一种非常好的解决办法。其中，燃料电池可通过电化学反映将氢气的化学能直接转换为电能，由于不经过燃烧，不受卡诺循环的限制，具有能量转换效率高的显著优点，将广泛运用于各种机械设备。

2、由于燃料电池使用氢气作为燃料，而氢气具有易燃易爆性质，如果燃料电池电堆的密封性不好导致氢气泄漏，在密闭环境下可能发生安全事故。此外，燃料电池运行过程中需要冷却液进行冷却，如果密封性不好会导致冷却液外露的现象，不仅污染现场，还对产品长时稳定运行的可靠性产生严重影响。同时，燃料电池内部应避免互相漏气的内漏现象的发生，因为内漏会导致氢氧反应气体的直接接触，从而发生剧烈的燃烧反应，严重降低了电堆的安全性。故而，燃料电池电堆运行前需要进行检漏测试以保证气密性符合要求。

3、现有技术中的燃料电池电堆密封性检测需要有经验的工程师向不同的管道内通入检测气体，依据不同管道内的气体保压情况判断下步检漏动作直至完成电堆密封性检测，这不仅对操作人员提出了极高的工程经验要求，还存在检漏时间长，人力成本高等问题，因此现有技术中的燃料电池电堆密封性检测装置效率较低。

4、因此，现有技术有待于进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种燃料电池检漏系统及其控制方法，以解决相关技术中燃料电池电堆密封性检测装置效率较低的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种燃料电池检漏系统，包括：储气装置，储气装置中存储有检测气体；进气管路，进气管路包括多个，多个进气管路的进气端均与储气装置连接，多个进气管路的出气端分别与燃料电池内部的各个待检测管路一一对应连接；排气管路，排气管路包括多个，多个排气管路的进气端分别与燃料电池内部的各个待检测管路一一对应连接；压力检测装置，用于检测各个待检测管路中的气体压力；控制模块，控制模块分别与多个进气管路、多个排气管路以及压力检测装置信号连接，控制模块用于检测各个待检测管路是否向外漏气和各个待检测管路之间是否存在串路，并根据对应的检测步骤控制多个进气管路和多个排气管路导通或者截止。

3、进一步地，待检测管路包括空气管路、液体管路、氢气管路，多个进气管路包括：第一进气管路，第一进气管路分别与储气装置和空气管路连接；第二进气管路，第二进气管路分别与储气装置和液体管路连接；第三进气管路，第三进气管路分别与储气装置和氢气管路连接。

4、进一步地，排气管路包括：第一排气管路，第一排气管路的进气端与空气管路连接；第二排气管路，第二排气管路的进气端与液体管路连接；第三排气管路，第三排气管路的进气端与氢气管路连接。

5、进一步地，燃料电池检漏系统包括：第一开关k1，第一开关k1设置在第一进气管路上，第一开关k1用于控制第一进气管路的通断；第二开关k2，第二开关k2设置在第二进气管路上，第二开关k2用于控制第二进气管路的通断；第三开关k3，第三开关k3设置在第三进气管路上，第三开关k3用于控制第三进气管路的通断；第四开关k4，第四开关k4设置在第一排气管路上，第四开关k4用于控制第一排气管路的通断；第五开关k5，第五开关k5设置在第二排气管路上，第五开关k5用于控制第二排气管路的通断；第六开关k6，第六开关k6设置在第三排气管路上，第六开关k6用于控制第三排气管路的通断。

6、进一步地，压力检测装置包括：第一压力传感器p1，第一压力传感器p1位于空气管路和第四开关k4之间，第一压力传感器p1用于检测空气管路内的气体压力；第二压力传感器p2，第二压力传感器p2位于液体管路和第五开关k5之间，第二压力传感器p2用于检测液体管路内的气体压力；第三压力传感器p3，第三压力传感器p3位于空气管路和第六开关k6之间，第三压力传感器p3用于检测空气管路内的气体压力。

7、一种控制方法，控制方法适用于上述的燃料电池检漏系统，控制方法包括：检测各个待检测管路是否向外漏气，判断各个待检测管路的外部密封性是否合格；若各个待检测管路的外部密封性合格，检测各个待检测管路之间是否存在串路，判断燃料电池的内部密封性是否合格；判断燃料电池电堆的气密性是否合格。

8、进一步地，待检测管路包括空气管路、液体管路、氢气管路，检测各个待检测管路是否向外漏气，判断各个待检测管路的外部密封性是否合格的方法包括：分别向空气管路内、液体管路内、氢气管路内注入具有第一预设压力的检测气体，并维持第一预设时间；分别采集空气管路、液体管路以及氢气管路的第一压力变化量，根据空气管路、液体管路以及氢气管路的第一压力变化量，分别判断各个待检测管路的外部密封性是否合格；将空气管路、液体管路以及氢气管路内的气体压力恢复至常压。

9、进一步地，分别采集空气管路、液体管路以及氢气管路的第一压力变化量，根据空气管路、液体管路以及氢气管路的第一压力变化量，分别判断各个待检测管路的外部密封性是否合格的方法包括：分别采集空气管路、液体管路以及氢气管路的第一压力变化量，将空气管路、液体管路以及氢气管路的第一压力变化量分别与第一预设压力波动值py进行比较；若第一压力变化量＜py，则该条待检测管路的外部密封性合格；若第一压力变化量＞py，则该条待检测管路的外部密封性不合格。

10、进一步地，检测各个待检测管路之间是否存在串路，判断燃料电池的内部密封性是否合格的方法包括：判断空气管路与液体管路之间、空气管路与氢气管路之间是否存在串路；若空气管路与液体管路之间、空气管路与氢气管路之间不存在串路，则判断氢气管路与液体管路之间是否存在串路；判断燃料电池的内部密封性是否合格。

11、进一步地，判断空气管路与液体管路之间、空气管路与氢气管路之间是否存在串路的方法包括：向空气管路内注入具有第二预设压力的检测气体，并维持第二预设时间；分别采集液体管路、氢气管路的第二压力变化量，根据液体管路、氢气管路的第二压力变化量，分别判断空气管路与液体管路之间、空气管路与氢气管路之间是否存在串路；将空气管路、液体管路以及氢气管路内的气体压力恢复至常压。

12、进一步地，分别采集液体管路、氢气管路的第二压力变化量，根据液体管路、氢气管路的第二压力变化量，分别判断空气管路与液体管路之间、空气管路与氢气管路之间是否存在串路的方法包括：分别采集液体管路的第二液体管路压力变化量δp22和氢气管路的第二氢气管路压力变化量δp23，并将第二液体管路压力变化量δp22、第二氢气管路压力变化量δp23与第二预设压力波动值py1进行比较；若δp22＜py1，则空气管路与液体管路之间不存在串路；若δp22＞py1，则空气管路与液体管路之间存在串路；若δp23＜py1，则空气管路与氢气管路之间不存在串路；若δp23＞py1，则空气管路与氢气管路之间存在串路。

13、进一步地，判断氢气管路与液体管路之间是否存在串路的方法包括：向液体管路内注入具有第三预设压力的检测气体，并维持第三预设时间；采集氢气管路的第三压力变化量，根据氢气管路的第三压力变化量，判断氢气管路与液体管路之间是否存在串路；将空气管路、液体管路以及氢气管路内的气体压力恢复至常压。

14、进一步地，采集氢气管路的第三压力变化量，根据氢气管路的第三压力变化量，判断氢气管路与液体管路之间是否存在串路的方法包括：采集氢气管路的第三压力变化量δp24，并将第三压力变化量δp24与第三压力阈值py2进行比较；若δp24＜py2，则氢气管路与液体管路之间不存在串路；若δp24＞py2，则氢气管路与液体管路之间存在串路。

15、有益效果：

16、1.通过设置进气管路和排气管路与待检测管路连接，从而在各个待检测管路中形成了独立的检测空间，提高了测量的效率和准确率，同时根据监测数据可以精确定位密封失效的位置，如果不合格还会给出电堆密封发生失效的原因，为电堆密封性改进提供方向，将本实施例中的燃料电池检漏系统直接与电堆的各管路进出口相连，可完成燃料电堆密封性的自动检测，燃料电池自动检漏系统并能够给出电堆密封性是否合格的判定，提高了燃料电池电堆密封性检测装置的检测效率，解决了相关技术中燃料电池电堆密封性检测装置效率较低的技术问题。

17、2、在本实施例的控制方法中，分步骤检测各个待检测管路的内部密封性和外部密封性，从而获得燃料电池电堆密封性的检测结果，燃料电池电堆的密封性可由控制方法自动判定，并给出电堆密封性存在问题的区域，这不仅大大加快了检测效率，还能为工程师解决密封性存在问题的电堆指明方向。