[发明专利]燃料电池系统停机泄放控制方法及装置、车辆

说明书

本发明公开了燃料电池系统停机泄放控制方法及装置、车辆，涉及燃料电池技术领域。所述方法包括：燃料电池系统停机吹扫后，控制空气系统与电堆形成封闭的空气回路，控制氢气系统对电堆供应氢气，控制DCDC模块对电堆施加大小为第一预设电流的泄放电流，检测电堆的单片平均电压；若单片平均电压低于第一预设电压，则控制空气系统、氢气系统停止运行。本发明在燃料电池系统停机吹扫后，控制空气系统与电堆形成封闭的空气回路、氢气系统对电堆供应氢气，由于空气回路是封闭的，氢气可充分消耗空气回路内的氧气，使燃料电池系统停机泄放的更彻底。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及燃料电池系统停机泄放控制方法及装置、车辆。

背景技术

燃料电池的原理是通过电化学反应把燃料化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，由于燃料电池不受卡诺循环效应的限制，因此热效率高。目前，在汽车领域，质子交换膜燃料电池的应用最为广泛。

质子交换膜燃料电池系统的供给系统包括空气系统和氢气系统，当燃料电池系统需要停机时，会首先进行气体吹扫，利用空气和氢气将电堆腔体内部和管路残留的水带走，便于下一次起动；然后进行泄放，主要目的是利用氢气将电堆空气腔体的残余的氧气消耗完，使电堆内部充满氮气，避免氧气渗透到电堆氢气腔体形成氢空界面，对电堆催化剂造成衰减。泄放过程中一般通过DCDC给电堆加载一个泄放电流，利用PTC或泄放电阻消耗电量，同时观测电堆电压，当电堆电压降低至一定值后判断泄放完成。现有技术在燃料电池系统停机泄放时，由于泄放控制策略不合理，存在泄放不彻底的问题。

发明内容

本发明通过提供燃料电池系统停机泄放控制方法及装置、车辆，解决了现有技术中燃料电池系统停机泄放不彻底的技术问题。

一方面，本发明实施例提供如下技术方案：

一种燃料电池系统停机泄放控制方法，所述燃料电池系统包括空气系统、氢气系统、DCDC模块和电堆，空气系统、氢气系统分别连接电堆，DCDC模块连接电堆的正负极，所述方法包括：

燃料电池系统停机吹扫后，控制空气系统与电堆形成封闭的空气回路，控制氢气系统对电堆供应氢气，控制DCDC模块对电堆施加大小为第一预设电流的泄放电流，检测电堆的单片平均电压；

若所述单片平均电压低于第一预设电压，则控制空气系统、氢气系统停止运行。优选的，空气系统包括三通阀、空压机和背压阀，三通阀的第一进口接入外部空气，三通阀的出口经空压机连接电堆的空气进口，电堆的空气出口分别连接三通阀的第二进口和背压阀；

所述控制空气系统与电堆形成封闭的空气回路，包括：

控制三通阀和背压阀全关。

优选的，所述控制空气系统与电堆形成封闭的空气回路，还包括：

控制空压机运行。

优选的，所述控制空压机运行：

控制空压机以最低转速运行。

优选的，氢气系统包括比例阀、回氢泵、气液分离器和排水阀，比例阀的进口接入外部氢气，电堆的第一氢气接口分别连接比例阀的出口、回氢泵的第一端口，电堆的第二氢气接口连接气液分离器的第一气体接口，气液分离器的第二气体接口连接回氢泵的第二端口，气液分离器的出口连接排水阀；

所述控制氢气系统对电堆供应氢气，包括：

调节比例阀的开度以使氢气进堆压力处于第一预设压力。

优选的，所述控制氢气系统对电堆供应氢气，还包括：

关闭排水阀。

优选的，所述控制氢气系统对电堆供应氢气，还包括：

控制回氢泵正向运行。