[发明专利]阳极回路氢浓度测量方法及系统

说明书

本发明的实施例提供了一种阳极回路氢浓度测量方法及系统，涉及电堆氢浓度检测领域。旨在能够改善阳极回路中高湿度水滴干扰氢浓度检测的问题。阳极回路氢浓度测量方法包括：获取阳极出口的气体总压力；获取电堆出口的气体温度；获取参考时间段内阳极管路反射的幅度最大的主反射超声波脉冲；根据主反射超声波脉冲的发射时刻以及接收时刻，得到主反射时间差；根据主反射时间差、气体总压力以及气体温度，得到实际氢浓度。阳极回路氢浓度测量系统包括执行上述方法的控制器。滤除其他干扰物质反射的超声波脉冲后再进行计算，能够改善其他干扰物质对超声波脉冲信号的干扰问题，从而准确可靠地检测阳极氢浓度，能提高燃料电池系统运行的可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及电堆氢浓度检测领域，具体而言，涉及一种阳极回路氢浓度测量方法及系统。

背景技术

燃料电池的阳极氢气路循环中，阳极的氢气浓度，对于燃料电池的可靠稳定运行影响很大。为了获取阳极的氢气浓度，可以在燃料电池系统的阳极氢气路安装氢气浓度传感器来检测阳极的氢浓度。但目前常规的氢气浓度传感器在阳极的高氢气浓度、高湿度及液态水的恶劣环境下，难以长期稳定可靠工作，且成本高昂。

因此在工程化使用过程中，氢气浓度传感器在阳极极少使用，更多的是靠模型的方法来估算阳极的氢浓度。如：广泛采用的一种方法是等效Q值(EQV)方法。当等效Q值高于目标水平，阳极执行吹扫操作以增加氢气浓度。但等效Q值法是维持氢气浓度在一定区间的间接方法，受环境条件和行驶工况的影响较大。为应对这些不确定性，需要做大量工作来修正等效Q值法中的加权因子，这就导致计算复杂，也依然不能很好地解决实际工况下的准确性问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种阳极回路氢浓度测量方法，其能够改善阳极回路中高湿度水滴干扰氢浓度检测的问题。

本发明的目的还包括，提供了一种阳极回路氢浓度测量系统，其能够改善阳极回路中高湿度水滴干扰氢浓度检测的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种阳极回路氢浓度测量方法，包括：

获取阳极出口的气体总压力；

获取电堆出口的气体温度；

获取参考时间段内阳极管路反射的幅度最大的主反射超声波脉冲；

根据所述主反射超声波脉冲的发射时刻以及接收时刻，得到主反射时间差；

根据所述主反射时间差、所述气体总压力以及所述气体温度，得到阳极回路的实际氢浓度。

能够滤除阳极管路中高湿度带来的水滴对超声波信号传播的干扰，准确可靠地实现对氢浓度的检测，能提高燃料电池系统运行的可靠性和经济性。

另外，本发明的实施例提供的阳极回路氢浓度测量方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述阳极回路氢浓度测量方法还包括：

获取阳极回路的参考氢浓度；

获取阳极出口的参考气体总压力；

获取电堆出口的参考气体温度；

根据所述参考氢浓度、所述参考气体总压力以及所述参考气体温度，得到参考反射时间差；

根据所述参考反射时间差，得到所述参考时间段。

根据参考反射时间差的计算，结合实际的主反射时间差，双重验证，能够更精确地划分出超声波脉冲反射时间段，也就能够更精准地选取对应的主反射超声波脉冲，得到的主反射时间差更精确，能够进一步提高最终计算得到的氢浓度的精确度。

可选地，所述根据所述参考氢浓度、所述参考气体总压力以及所述参考气体温度，得到参考反射时间差的步骤包括：