[发明专利]一种燃料电池供氢系统及其故障诊断处理方法

说明书

本发明涉及燃料电池领域，公开一种燃料电池供氢系统及其故障诊断处理方法。所述燃料电池供氢系统包括依次串联设置的氢气源、开关阀、三位三通阀、供给气路、紧急排气阀、压力传感器和燃料电池堆，供给气路包括并联设置的第一气路和第二气路，氢气源的氢气通过三位三通阀输送至第一气路和/或第二气路，第一气路上设置有第一氢进阀，第二气路上设置有第二氢进阀，三位三通阀置于第一位置时，第一气路堵塞，第二气路接通，三位三通阀置于第二位置时，第一气路和第二气路均接通，三位三通阀置于第三位置时，第一气路接通，第二气路堵塞。本发明能够保证氢气供给，诊断出氢进阀故障，并在两路氢进阀任意一路故障时，通过处理维持氢供给系统继续工作。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池供氢系统及其故障诊断处理方法。

背景技术

氢进阀也称为氢喷射器，其通过周期性开启，将氢气从氢瓶供给到燃料电池系统，由于氢进阀直接影响供给到燃料电池的氢量，当氢进阀故障导致供气过多时，会损坏燃料电池堆，供气过少时，无法保证发电继续进行。所以氢进阀极为重要，由于氢进阀需要经常开关，也使氢进阀故障频繁，保证其正常工作并监测其状态显得尤为重要。

现有燃料电池供氢系统只有一个氢进阀，或有两个或多个并联，但均未考虑详细的氢进阀故障诊断处理方法，未全面考虑阀门可能出现未开启直通故障、无法开启的堵塞故障或开启后无法关闭的故障，且在单一氢进阀出现故障后均无法供氢，致使燃料电池系统瘫痪。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池供氢系统及其故障诊断处理方法，保证氢气供给，能够诊断出氢进阀的故障。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池供氢系统，包括依次串联设置的氢气源、开关阀、三位三通阀、供给气路、紧急排气阀、压力传感器和燃料电池堆；

所述供给气路包括并联设置的第一气路和第二气路，所述氢气源的氢气通过所述三位三通阀输送至所述第一气路和/或所述第二气路，所述第一气路上设置有第一氢进阀，所述第二气路上设置有第二氢进阀；

所述三位三通阀置于第一位置时，所述第一气路堵塞，所述第二气路接通，所述三位三通阀置于第二位置时，所述第一气路和所述第二气路均接通，所述三位三通阀置于第三位置时，所述第一气路接通，所述第二气路堵塞。

一种燃料电池供氢系统的故障诊断处理方法，用于诊断如上所述的燃料电池供氢系统，包括上电自检方法，所述上电自检方法包括以下步骤：

关闭第一氢进阀、第二氢进阀和紧急排气阀，并将三位三通阀置于第二位置，打开开关阀，在第一时间段内判断压力传感器的压力值是否升高到第一预设阈值，若是，则第一氢进阀和第二氢进阀至少有一个为未开启直通故障，跳转至步骤S1000，若否，则第一氢进阀和第二氢进阀均无未开启直通故障，跳转至步骤S2000；

S1000、打开紧急排气阀，并将三位三通阀置于第一位置，监测直到压力传感器的压力值降低到第二预设阈值，再关闭紧急排气阀，判断在第一时间段内压力传感器的压力值是否再次升高到第一预设阈值，若是，则第二氢进阀为未开启直通故障，若否，则第一氢进阀为未开启直通故障；

S2000、第一氢进阀开启第二时间段后关闭，判断在第二时间段内压力传感器的压力值是否保持不变，若是，则第一氢进阀为堵塞故障，若否，则第一氢进阀无堵塞故障。

作为本发明的燃料电池供氢系统的故障诊断处理方法的优选方案，步骤S1000包括：

S1100、当第二氢进阀为未开启直通故障时，打开紧急排气阀，并将三位三通阀置于第三位置，监测直到压力传感器的压力值降低到第二预设阈值，再关闭紧急排气阀，判断在第一时间段内压力传感器的压力值是否再次升高到第一预设阈值，若是，则第一氢进阀为未开启直通故障，若否，则第一氢进阀无未开启直通故障；