[发明专利]一种氢燃料电池中氢气循环泵的启动方法

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体是一种氢燃料电池中氢气循环泵的启动方法，包括控制器，在氢气循环泵的泵体上安装的温度传感器，控制器接收温度传感器的温度信号并控制氢气循环泵电机进行正、反启动，产生两个方向的惯性冲击，解决了氢气循环泵在氢燃料电池系统中因低温环境下泵头内部结冰无法正常启动的问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体是一种氢燃料电池中氢气循环泵的启动方法。

背景技术

包括海洋船舶工业、汽车工业在内的工业领域，燃料电池是我国新能源产业一条重要的技术路线。

氢燃料电池是通过氢气与空气中的氧气之间的电化学反应产生电能，其中，燃料电池反应后，排出的气体中含有大量的氢气，这些氢气若直接排放到大气中，一方面是能源的浪费，另一方面是对环境造成污染，三是氢气易燃易爆会产生危险。因此，需要对这些氢气进行回收再利用。目前是通过氢气循环泵将这些含氢的混合气体回送到氢燃料电池进行再利用。

现有的氢气循环泵在工作时，燃料电池排出的含氢混合气体中不可避免地会带有一些水蒸汽，冬季停机后这些水蒸汽水会凝结成冰，从而将氢气循环泵的转子冻结，氢燃料电池将无法启动。如何使氢燃料电池中的氢气循环泵能够破冰启动，是本领域亟待解决的技术问题。

公开号为CN110429300B的中国发明专利公开了一种氢气循环泵的启动方法、启动装置以及燃料电池系统，该通过控制所述氢气循环泵抖动进行碎冰，将氢气循环泵的泵头与壳体之间的冰碎除，以解决所述氢气循环泵被位于其间隙内的冰卡死的问题，实现氢气循环泵在低温环境下的启动。但由于氢气循环泵抖动是氢气循环泵电机在堵转的状态下实现的，电机在堵转时反电势为零，电机只有其自身的电阻和电感，所有电压都加载在绕组上。绕组电流会大大增加。根据电机容量的大小和加工工艺不同，电机堵转电流一般为电机额定电流的50-12倍，进而产生大量的热，长期堵转运行会降低绕组的绝缘性能和耐热性能，严重可烧毁电机。

发明内容

为克服现有技术的缺陷或缺陷之一，解决氢燃料电池破冰启动的问题，本发明提供一种氢燃料电池的氢气循环泵的启动方法，包括控制器，在氢气循环泵的泵体上安装的温度传感器，控制器接收温度传感器的温度信号并根据如下方法控制氢气循环泵电机的动作：

①破冰参数设置，包括破冰电流阈值，最大破冰启动次数，破冰启动时电机的运行频率，破冰启动时电机持续旋转的时间；

②判断泵体温度是否≤0度，温度传感器检测泵体温度，将检测到的泵体温度传送给控制器，控制器对接收到的温度数据进行判断、处理：若是转入③，若否正常启动氢气循环泵；

③进入破冰启动程序；

④判断电机工作电流是否大于破冰电流阈值，若否转入⑤，若是转入⑥；

⑤破冰次数N清零，破冰启动成功；

⑥判断破冰次数N是否大于最大破冰启动次数，若否转入⑦，若是破冰启动失败，采取其它启动方案或再次运行破冰启动程序；

⑦控制电机正向启动；

⑧控制电机反向启动；

⑨对破冰次数N+1，返回④。

进一步地，将氢气循环泵电机的最大耐受电流作为破冰电流阈值预置于控制器。

进一步地，最大破冰启动次数为2。

进一步地，破冰启动时电机的运行频率为100Hz。

进一步地，破冰启动时电机持续旋转的时间为0.5秒以内。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的技术效果：

1. 将氢气循环泵电机的最大耐受电流作为破冰电流阈值，能保证电机在安全电流下进行破冰启动，延长电机使用寿命。

2. 电机破冰运行的频率为一般工况需求的低频，保证电机在安全电流下进行破冰启动，延长电机使用寿命。