[发明专利]一种基于空压机的燃料电池阻抗测定系统及控制方法

说明书

本申请涉及燃料电池领域，并公开了一种基于空压机的燃料电池阻抗测定系统，其中，包括进气组件及出气组件，所述进气组件设置在燃料电池的第一端，所述出气组件设置在燃料电池的第二端；在所述直流输压模式下，所述实时流量信号值等于所述直流流量信号值；在所述实时流量信号值等于所述直流流量信号值后，所述控制装置同步启动所述高频扰动模式，在所述高频扰动模式下，所述实时流量信号值等于所述复合流量信号值；所述控制装置内设置有直流/高频流量压力解耦模型。提供一种通过空压机在燃料电池阴极测施加高频物理扰动且通过直流/高频流量压力解耦模型对压力流量信号进行解耦的基于空压机的燃料电池电化学反应介质阻抗测定系统及控制方法。

技术领域

本申请涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种基于空压机的燃料电池阻抗测定系统及控制方法。

背景技术

近年来，全球化石能源逐步式微，氢能源作为新能源转型的重要探索方向，产业发展势头强劲，成为各国积蓄力量的焦点，氢能因其环保、泛在的优势，成为能源变革中的重要发展对象。氢能的发展将推动燃料电池的进步，目前电化学反应介质阻抗功能是燃料电池监测内部状态的关键方法，通过对电化学反应介质阻抗值的监测可以反应燃料电池的运行状态，从而进一步对燃料电池的运行状态作出一定修正与调整。

现有电化学反应介质阻抗状态的检测常通过氧气传输特征频率及电化学特征特征频率进行检测，然而氧气传输特征频率和电化学特征频率相近时，现有电化学反应介质阻抗的测量方法无法将二者解耦，同时在低于1HZ扰动频率下无法有效提取阻抗信息。

发明内容

本申请主要解决现有技术所存在的现有电化学反应介质阻抗状态的检测无法将氧气传输特征频率和电化学特征频率解耦，且在低扰动频率下无法提取有效阻抗信息的技术问题，提供一种通过空压机在燃料电池阴极测施加高频物理扰动且通过直流/高频流量压力解耦模型对压力流量信号进行解耦的基于空压机的燃料电池阻抗测定系统及控制方法。

为了解决上述技术问题实现上述申请目的，本申请提供一种基于空压机的燃料电池阻抗测定系统，包括进气组件及出气组件，所述进气组件设置在燃料电池的第一端，所述出气组件设置在燃料电池的第二端；所述燃料电池的第一端设置有DC/DC模块，所述燃料电池的第二端设置有电压巡检装置，所述燃料电池通过所述DC/DC模块与控制装置相连；所述进气组件包括进气管及进气部件，所述进气管两端分别设置有第一进口及第一出口，所述进气管通过所述第一出口与所述燃料电池相连，所述进气部件包括由所述第一进口至所述第一出口依次设置在所述进气管上的空气压缩机、中冷器及流量计，所述空气压缩机通过电机与所述控制装置相连，所述电压巡检装置与所述流量计和所述控制装置相连；所述控制装置内设置有直流输压模式及高频扰动模式，所述控制装置内设置有直流流量信号值及复合流量信号值，所述流量计测量的流量信号值为实时流量信号值；在所述直流输压模式下，所述实时流量信号值等于所述直流流量信号值；在所述实时流量信号值等于所述直流流量信号值后，所述控制装置同步启动所述高频扰动模式，在所述高频扰动模式下，所述实时流量信号值等于所述复合流量信号值；所述控制装置内设置有直流/高频流量压力解耦模型。

在一可实施方式中，所述直流/高频流量压力解耦模型包括信号分离单元、通用压力流量闭环控制单元及高频压力流量闭环控制单元。

在一可实施方式中，所述出气组件包括出气管及出气部件，所述出气管两端分别设置有第二进口及第二出口，所述出气管通过第二出口与所述燃料电池相连，所述进气部件包括由所述第二进口至所述第二出口依次设置在所述出气管上的排气阀及第一压力温度传感器，所述第一压力温度传感器及所述排气阀均匀所述控制装置相连。

在一可实施方式中，所述流量计及所述中冷器间的所述进气管上设置有三通阀，所述三通阀通过中间管与所述出气管相连，所述三通阀与所述控制装置相连。

在一可实施方式中，所述三通阀与所述第二出口间的所述进气管上设置有第二压力温度传感器。

在一可实施方式中，所述中冷器及所述空气压缩机间的所述进气管上设置有消音装置。