[发明专利]燃料电池发动机及其停机保护控制方法、电子设备

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，提供了一种燃料电池发动机及其停机保护控制方法、电子设备，该停机保护控制方法通过在停机后抽气降压模块抽取燃料电池堆空气腔、空气供应管路和空气排气管路中的残余空气/氧气，消除停机过程中氢/空界面的形成，并对空气腔的气压以及电堆中最高单电池电压进行相应监控，两者都达到预设值后，通过连通管路向燃料电池堆的空气腔以及与其相连的空气管路充满一定压力的氢气，避免在停机后空气扩散进入电堆形成氢/空界面，保护电堆。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池发动机及其停机保护控制方法、电子设备。

背景技术

氢/空(实质为氢/氧)界面会使氧还原反应同时存在于燃料电池堆的阳极和阴极，导致在阴极催化层表面形成一个很高的电位和阳极有反向电流的存在，引起阴极催化层的严重衰减。在燃料电池系统停机后，如果电堆、辅助部件和管路内还有残留的氢气和氧气，由于浓度梯度的存在，阴极侧的氧气通过质子交换膜可渗透到阳极侧，或环境中的氧气通过密封圈慢慢渗透到阳极侧，在阳极侧形成氢/空界面，这是一个比较缓慢但是比较长久的过程，会对阴极催化层造成严重损伤。

同时，燃料电池堆在正常运行过程中会生成水，在低温环境中，生成的水可以在多孔层甚至在流道中结冰，阻塞气体通道，覆盖催化剂层，导致冷启动失败，严重时甚至会导致燃料电池发生不可逆转的性能退化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池发动机及其停机保护控制方法、电子设备，以解决现有燃料电池发动机在停机后无法避免氢/空 (氢/氧)界面的产生，从而影响电堆的使用寿命的问题。

第一个方面，本发明实施例提供了一种燃料电池发动机的停机保护控制方法，包括：

在接收到停机指令后，控制空气供应单元停止向所述燃料电池发动机中的燃料电池堆的空气腔通入空气/氧气，并将所述燃料电池堆的空气排气管路设置为关闭状态；

控制抽气降压模块抽取所述空气腔、所述空气供应管路和空气排气管路中剩余的空气/氧气，直至所述空气腔内的压力降至第一压力目标值时停止；所述第一压力目标值为所述空气腔接近真空状态时的压力值；

控制氢气供应单元向所述空气腔通入氢气，直至所述空气腔的压力接近所述燃料电池堆的氢气腔的压力时停止。

可选地，所述第一压力目标值为小于或者等于10kPa。

可选地，所述在接收停机指令后，控制空气供应单元停止向燃料电池堆的空气腔通入空气/氧气 ，并将所述燃料电池发动机的空气排气管路设置为关闭状态，包括：

控制氢气供应单元向所述氢气腔持续通入氢气，并将所述燃料电池发动机的氢气排气管路设置为开启状态或者维持脉冲状态；所述脉冲状态包括开启状态与关闭状态按照预设间隔时间交替设置。

可选地，所述控制抽气降压模块抽取所述空气腔、所述空气供应管路和空气排气管路中剩余的空气/氧气，直至所述空气腔的压力降至第一压力目标值时停止，包括：

控制所述抽气降压模块抽取所述空气腔、所述空气供应管路和空气排气管路中剩余的空气/氧气，直至所述燃料电池堆中最高单电池电压值降至预设的低电压值、且所述空气腔的压力降至第一压力目标值时停止。

可选地，所述控制抽气降压模块抽取所述空气腔、所述空气供应管路和空气排气管路中剩余的空气/氧气，直至所述空气腔的压力降至第一压力目标值时停止之后，以及控制氢气供应单元向所述空气腔通入氢气之前，包括：

将所述氢气排气管路设置为关闭状态。

可选地，所述控制所述抽气降压模块抽取所述空气腔、所述空气供应管路和排气管路中剩余的空气/氧气，直至所述燃料电池堆中最高单电池电压值降至预设的低电压值、且所述空气腔的压力降至第一压力目标值时停止，包括：

控制所述抽气降压模块抽取所述空气腔、所述空气供应管路和空气排气管路中剩余的空气/氧气，并实时获取燃料电池堆中最高单电池电压值和所述空气腔的压力；