[发明专利]质子交换膜燃料电池阳极氮气吹扫策略的设计方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池阳极氮气吹扫策略的设计方法，定义判断了吹扫策略优劣性的指标，在不同电池运行工况下提供合适、优异的吹扫策略。策略设计包括三项参数的选择：1不同电流密度下工作的扫气开始时刻；2扫气流速；3扫气最佳时长。利用电池堆排气阀吹扫阳极的氮气，既使可提高燃料能量转化效率，又可减少氢气排放的目的。通过比较能量利用率和燃料浪费率两项指标判定扫气策略的优异性，衡量吹扫策略优劣性的指标‑能量利用率和燃料浪费率。通过对实际燃料电池工况进行扫气策略设计，可以提高燃料电池能量转化效率，也减少了氢气燃料的浪费排放，实现质子交换膜燃料电池阳极内氮气吹扫策略的优化。

主权项

1.质子交换膜燃料电池阳极氮气吹扫策略的设计方法，其特征是：扫气策略设计包括三项参数的选择：(1)不同电流密度下工作的扫气开始时刻；(2)扫气流速；(3)扫气最佳时长，利用电池堆排气阀吹扫阳极的氮气，通过比较能量利用率和燃料浪费率两项指标判定扫气策略的优异性，所述扫气开始时刻是指：当燃料电池瞬时输出电压低于初始给定的电压峰值百分比的时刻，此时，电池堆排气阀完全打开，吹扫阳极内积累的氮气；所述扫气流速是指：以阳极化学当量比确定扫气流速，吹扫所用的气体为干燥氢气，吹扫的阳极化学当量比不小于正常工作下的阳极化学当量比；所述扫气最佳时长是指：以扫气过程中电池电压恢复的指标来判定扫气最佳时长，扫气中燃料电池电压恢复或者接近峰值后，关闭电池堆排气阀，燃料电池返回正常工作状态，扫气过程结束；所述能量利用率是指：燃料电池所产生电能与氢气总消耗量的低位热值之比；所述燃料浪费率是指扫气中阳极出口排出氢气量与整个过程氢气总消耗量之比。