[发明专利]一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法，步骤包括燃料电池空气系统收到启动指令后，空气入口阀、空气出口阀和背压阀处于关闭状态，开启旁通阀至设定开度，启动空压机并以固定转速运转，并使空压机出口维持限定压力，记录空压机入口的空气流量Q1；打开背压阀至最大开度后，记录此时空压机入口的空气流量Q2；计算空气流量增量ΔQ=Q2‑Q1，若ΔQ大于增量阈值，则判定加湿器内部漏气；如果ΔQ小于等于增量阈值，则判定加湿器正常。本发明在不增加额外检测设备的情况下，准确检测加湿器是否漏气，降低了检测成本，提高了燃料电池空气系统的运行稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法。

背景技术

燃料电池系统系统包括氢气子系统（阳极）和空气子系统（阴极），对于空气子系统来说，为了提高空气在电堆阴极的电化学反应效率，在空气进入电堆前，需要对空气进行加湿。其中，电堆由若干片单片电池堆叠而成。

现有技术中，燃料电池系统一般采用加湿器对电堆空气入口的空气进行加湿，加湿器的原理是利用电堆空气出口的湿空气来加湿电堆空气入口的干侧，在加湿器的内部，湿空气与干侧被纤维管或薄膜隔开，湿空气中的水气在浓度差的作用下透过纤维管壁或薄膜传递到干侧侧，于是干侧湿度增加。正常情况下，纤维管或薄膜只允许水气通过，而在纤维管或薄膜破损的情况下，干湿两侧的空气会发生窜气现象，影响燃料电池系统稳定运行，因此需要通过诊断手段来判别加湿器内部是否产生漏气。

而目前缺乏可靠的加湿器内部漏气诊断手段，不能有效识别加湿器的内部漏气现象。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一，提供一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法，在不增加额外检测设备的情况下，准确检测加湿器是否漏气，降低了检测成本，提高了燃料电池空气系统的运行稳定性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法，所述燃料电池空气系统包括电堆、空压机、加湿器、空气入口阀、空气出口阀、旁通阀和背压阀，所述电堆包括空气入口和空气出口，所述加湿器包括干侧入口A、干侧出口B、湿侧入口C和湿侧出口D，空压机连接干侧入口A，干侧出口B连接空气入口，空气出口连接湿侧入口C，湿侧出口D连接背压阀，旁通阀连接背压阀和干侧入口；所述一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法，包括以下步骤：

燃料电池空气系统收到启动指令后，空气入口阀、空气出口阀和背压阀处于关闭状态，开启旁通阀至设定开度，启动空压机并以固定转速运转，并使空压机出口维持限定压力，记录空压机入口的空气流量Q1；

打开背压阀至最大开度后，记录此时空压机入口的空气流量Q2；

计算空气流量增量ΔQ=Q2-Q1，若ΔQ大于增量阈值，则判定加湿器内部漏气；如果ΔQ小于等增量阈值，则判定加湿器正常。

进一步的，所述的一种燃料电池空气系统的加湿器漏气诊断方法，还包括如下步骤：

当燃料电池空气系统处于发电运行过程中，开启空气入口阀和空气出口阀至最大开度，关闭旁通阀，开启背压阀；实时监测电堆单片电压并计算平均单片电压U_ave；

判断电堆的平均单片电池电压U_ave是否小于平均单片电压阈值；若平均单片电压U_ave大于等于平均单片电压阈值，则不进行加湿器漏气诊断；若电堆的平均单片电池电压U_ave小于平均单片电压阈值，则进行加湿器漏气诊断；

保持电堆电流恒定，增加空压机转速，提高空气流量，同时调整背压阀，维持电堆空气入口压力不变；