[发明专利]用于诊断燃料电池系统中的故障的设备和方法

说明书

本公开涉及一种用于诊断燃料电池系统中的故障的设备和方法。为了防止由于氢气的异常供应导致燃料电池堆退化，该设备包括：第一压力传感器，测量供应到燃料电池堆中的氢气的压力；第二压力传感器，测量供应到燃料电池堆中的氢气的压力；以及控制器，基于第一压力传感器测量的第一压力值和第二压力传感器测量的第二压力值首先诊断氢气的供应状态，并且基于第一压力值和第二压力值之间的差值的绝对值进一步诊断氢气的供应状态。

相关申请的交叉引证

本申请要求于2019年11月12日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2019-0144607号的优先权的权益，通过引证将其全部内容结合于此。

技术领域

本公开涉及用于诊断安装在燃料电池电动车辆中的燃料电池系统中的故障的技术。

背景技术

燃料电池是发电机的一种类型，该发电机将燃料的化学能通过电化学反应在燃料电池堆内转换为电能，而不是通过燃烧将化学能转换为热量。燃料电池不仅可以为工业、家用和车辆提供电力，而且还可应用于小型电动电子产品的电源，特别是便携式装置。

当前，在燃料电池中具有最高功率密度的还被称为高分子电解质膜燃料电池的质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为用于驱动车辆的电源正被广泛研究。由于低运行温度，PEMFC具有快速的启动时间和快速的功率转换响应时间。

PEMFC包括：具有催化剂电极层的膜电极组件(MEA)，在该催化剂电极层中存在电化学反应并且催化剂电极层附接至氢离子通过其移动的固体聚合物电解质膜的相对侧；气体扩散层(GDL)，用于均匀分布反应气体且传递产生的电能；衬垫和紧固构件，防止反应气体和冷却水泄漏且维持适当的紧固压力；以及双极板，允许反应气体和冷却水通过其移动。

当通过使用单元电池的配置装配燃料电池堆时，作为主要部件的MEA和GDL的组合位于电池的最内侧位置。MEA包括催化剂电极层，即阳极和阴极，该催化剂电极层附接至高分子电解质膜的相对表面，并且具有涂覆在其上的催化剂以便允许氢气和氧气彼此反应。GDL、衬垫等堆叠在阳极和阴极所在的外部上。

在其中形成有流场的双极板位于GDL的外部，该流场供应反应气体(氢气作为燃料并且氧气或空气作为氧化剂)并且允许冷却水穿过其中。

在堆叠具有上述配置的多个单元电池之后，集电器、绝缘板和用于支撑堆叠电池的端板耦接至燃料电池堆的最外部分。在端板之间重复堆叠和装配单元电池以形成燃料电池堆。

为了获得车辆所需的电势，必须堆叠与所需电势对应的单元电池，并且堆叠的单元电池被称为堆。例如，从单个单元电池产生的电势约为1.3V，并且为了产生驱动车辆的电力，可以串联堆叠多个电池。

同时，供应到燃料电池堆中的氢气的压力是确定燃料电池系统的性能的非常重要的控制因素之一。

例如，当高压氢气供应到燃料电池堆中时，可由氢气穿过氧电极的现象引起差的燃料经济。相反，当低压氢气供应到燃料电池堆中时，不会获得车辆所需的输出功率，并且由于催化剂的损坏可加速燃料电池堆的退化。仅供参考，穿过氧电极的氢气在没有任何反应的情况下被空气释放。

用于诊断燃料电池系统中的故障的常规技术不会验证由多个氢气压力传感器测量的压力值并且通过使用压力值的偏差诊断燃料电池系统中的故障。因此，即使当燃料电池系统没有故障时，常规技术也可能将燃料电池系统错误地诊断为具有故障。

背景技术部分中所公开的信息仅用于增强对本公开背景技术的理解，并且可包含并不构成已为本领域技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

已经做出本公开以解决现有技术中出现的上述问题，同时由现有技术实现的优点保持不变。