[发明专利]一种氢燃料电池系统排水阀的控制方法及装置

说明书

本发明提供一种氢燃料电池系统排水阀的控制方法及装置，包括，步骤S1，检测实时的系统工况及实时的排水阀工作状态；根据实时的系统工况获取预存的排水阀开启时间初始量；步骤S2，根据实时的系统工况确定排水阀基础开启时间，确定实时的系统工况下的排水阀开启时间；步骤S3，根据实时的排水阀工作状态监测阳极的压力数据，根据记录的最低阳极压力数据确定阳极压力绝对值变化量，判断阳极压力绝对值变化量是否处于预设的变化范围阈值内，并根据判断结果获取对应的排水阀开启时间调节量；步骤S4，确定实时系统工况下最终的排水阀开启时间。本发明使排水阀开启时间随燃料电池性能衰减或工作环境变化而变化，提高氢气利用率和系统经济性。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，特别是涉及一种氢燃料电池系统排水阀的控制方法及装置。

背景技术

目前氢燃料电池系统的排水阀开启时间都是只考虑系统工作功率或电流因素。而在实际状态下，氢燃料电池液态水积聚情况在不同条件下有较大差异，例如不同的环境温度和电堆性能衰减程度，假如仅通过系统工作功率或电流来确定排水阀开启时间，可能会导致排水阀开启时间过短或过长，从而引起水淹故障，以及氢气工作压力不稳定、排放浓度超标、利用率下降等不良后果。

现有的解决方法中，或是采用检测氢气的压力降，来评估燃料电池水状态，或是估算燃料的化学反应量，基于估算的化学反应量打开排水阀，并在排水阀打开的状态下，通过燃料供应管线向燃料电池堆供应燃料的状态，控制排水阀等方法。

但是，以上方法都存在一定的问题：比如未通过阳极压力变化对排水阀控制进行实时调节；即使通过阳极压力的变化率决定排水阀关闭时刻，在排水阀打开过程中，阳极压力变化率有可能出现多个拐点，影响排水阀关闭时刻。

具体地，例如在燃料电池系统输出功率动态变化的过程中打开排水阀，或在带有排氢阀的燃料电池系统中，同时打开排氢阀和排水阀。在这些工况中由于阳极压力变化率出现波动，会导致不合适的排水阀关闭时刻。一般排水阀结构方式为电磁阀，如采用在当前排水阀开启期间采集阳极压力变化率并用于计算当前开启周期的关闭时刻，在计算并输出排水阀关闭命令后，排水阀仍需要一定的响应时间才能关闭，导致排水阀实际关闭时刻与期望关闭时刻不一致，进而导致排水不足或排出过多氢气。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种氢燃料电池系统排水阀的控制方法及装置，解决氢燃料电池系统排水阀开启时间过短或过长，从而引起水淹故障，氢气利用率下降的技术问题。

一方面，提供一种氢燃料电池系统排水阀的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，响应于氢燃料电池系统的启动指令，检测实时的系统工况及实时的排水阀工作状态并根据实时的系统工况获取预存的排水阀开启时间初始调节量；

步骤S2，根据实时的系统工况确定排水阀基础开启时间，将排水阀基础开启时间和排水阀开启时间初始量求和，获得实时的系统工况下的排水阀开启时间；

步骤S3，根据实时的排水阀工作状态监测阳极的压力数据，当实时的排水阀工作状态为开启时，按照预设的测量周期连续测量并记录阳极压力数据；当实时的排水阀工作状态从开启变为关闭时，根据记录的最低阳极压力数据确定阳极压力绝对值变化量，判断阳极压力绝对值变化量是否处于预设的变化范围阈值内，并根据判断结果获取对应的排水阀开启时间调节量；

步骤S4，将实时的系统工况下的排水阀开启时间和排水阀开启时间调节量求和，获得实时的系统工况下修正的排水阀开启时间，并根据所述修正的排水阀开启时间调节实时的系统工况下最终的排水阀开启时间。

优选地，还包括以下步骤：步骤S5，当检测到实时的系统工况对应的排水阀开启时间调节量不为零时，则将实时的系统工况及对应的排水阀开启时间调节量按照预设格式存储为排水阀开启时间初始量。

优选地，在步骤S1中，所述根据实时的系统工况获取预存的排水阀开启时间初始量，具体包括：