[发明专利]一种燃料电池吹扫方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池吹扫方法，在电池电堆停机后对电堆内的水进行吹扫，在吹扫过程中监测电堆的阻抗：第一吹扫阶段以恒压恒流量的方式将气流通入电池堆进行吹扫，直至监测到电堆阻抗达到第一阻抗阈值，其设定范围为目标阻抗值R_dry的50%至70%；第二吹扫阶段以升压升流量的方式将气流通入电池堆进行吹扫，直至监测到电堆阻抗达到第二阻抗阈值，其设定范围为R_dry的85%至100%；第三吹扫阶段以先升压升流量后降压降流量、再升压升流量的方式将气流通入电池堆进行吹扫，直至监测到电堆阻抗达到第三阻抗阈值，其设定范围为R_dry的98%至100%。通过试验验证本发明的电池吹扫方法耗气量少、吹扫时间短。

技术领域

本发明涉及燃料电池控制领域，尤其涉及一种燃料电池吹扫方法。

背景技术

燃料电池电堆在运行过程中，阴阳极需通入带有一定湿度的气体，并且阴极会大量产水，因此在电堆停机时，若不吹干膜电极以及流道内的水，容易造成电堆冷启动失败或者在电堆启动时发生水淹。

相关专利的重点在于控制吹扫启停的检测方法，比如利用高频阻抗检测法来判断堆内剩余水含量是否达标：持续对电堆进行恒流恒压地通气吹扫，当实时高频阻抗高于设定阈值时，则停止吹扫。

如公开号为CN111029623A的中国专利申请，其公开的吹扫策略耗时长，所需吹扫气流大，使得吹扫效率低、废气，不具有经济性；且该专利申请未考虑稳态过程的影响，即一次吹扫完成后内阻值达到要求，但静置一段时间后，内阻值呈现缓慢下降直至平稳的现象，这主要是因为局部残余水在大气流的吹扫下并没有真正排出膜电极，而是在气体扩散层的多孔毛细结构中，经过一段时间的稳态过程（由于浓度梯度的影响，局部残余水由高浓度区域向低浓度区域扩散，直至平衡），局部残余水又重新分布残留在膜电极中，吹扫不完全，实际上未能达到吹扫要求。

又如公开号为CN113839068A的中国专利申请，其公开了间歇式多次吹扫的策略，但是系统过于复杂，恒流恒压策略的吹扫效率仍较低，不具有经济性。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的是提供一种分阶段实施不同吹扫策略的燃料电池吹扫方法，提高吹扫效率和改善吹扫效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种燃料电池吹扫方法，在燃料电池电堆停机后对电堆内的水进行吹扫，在吹扫过程中监测电堆的阻抗，所述吹扫方法包括按照三个吹扫阶段进行吹扫：

第一吹扫阶段以恒压恒流量的方式将气流通入电池堆进行吹扫，直至监测到电堆的阻抗达到预设的第一阻抗阈值，再进入第二吹扫阶段，其中，所述第一阻抗阈值的设定范围为目标阻抗值的50%至70%；

第二吹扫阶段以升压升流量的方式将气流通入电池堆进行吹扫，直至监测到电堆的阻抗达到预设的第二阻抗阈值，再进入第三吹扫阶段，其中，所述第二阻抗阈值的设定范围为目标阻抗值的85%至100%；

第三吹扫阶段以先升压升流量后降压降流量的方式将气流通入电池堆进行吹扫，直至监测到电堆的阻抗达到预设的第三阻抗阈值，其中，所述第三阻抗阈值的设定范围为目标阻抗值的98%至100%。