用于加强燃料电池车辆起动的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于加强燃料电池车辆中的燃料电池的性能的方法和系统。一些实施例包括电流控制模块和电压监测模块，该电流控制模块用于控制向燃料电池施加负载，电压监测模块用于监测燃料电池内的一个或多个电压。电流控制模块可以构造成，在燃料电池已经达到开路电压之后，在对燃料电池施加负载之前施加延迟时间段。在其它实施例中，在燃料电池已经达到开路电压之后，在向燃料电池施加负载之前，可以施加固定的延迟时间段，或者随着测量温度降低而逐渐增加的一组延迟时间段。
【专利说明】用于加强燃料电池车辆起动的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于加强燃料电池的性能的方法和系统。更具体而言，但不是排他的，本公开涉及用于改善燃料电池在冷温度下的起动稳定性的方法和系统。
【背景技术】
[0002]燃料电池是不需要燃料燃烧而通过电化学过程产生电的装置。氢气通常与氧气电化学地化合以产生电。该过程仅有的副产物是水蒸气和热量。因此，通过省去内燃发动机或者在混合动力电动车辆的情况下仅在特定的时间操作发动机，燃料电池供能的电动车辆降低排放和对常规化石燃料的需求。
[0003]然而，已经发现，当阳极和阴极在起动之前暴露于空气时，在起动期间，温度对于确定燃料电池电压的响应可能有所影响。更具体而言，已经发现，冷温度，并且特别是冰点之下的温度，可能造成燃料电池车辆起动中的不期望的延迟。
[0004]测试数据已经表明，在氢缺乏时间段期间的电流和燃料电池冻结起动期间的温度的组合影响时间延迟，直到燃料电池中的最小电池电压能够达到可接受的水平。不被理论所限制，本发明的发明人观察到燃料电池内的阳极催化剂上的钼氧化物(Pt-Ox)的生长可以阻止在电池中发生氢-氧反应(H0R)。该生长甚至可以在阳极室中存在充分的氢之后阻止H0R，并且因此可以导致在冷起动期间不期望的延迟。
[0005]本发明的发明人因此已经确定期望提供用于加强燃料电池系统起动的方法和系统，尤其在冷温度下，其克服一个或多个前述限制和/或现有技术的其它限制。
【发明内容】
[0006]本文公开的方法和系统用于改善燃料电池系统(诸如车辆燃料电池系统)的性能，尤其是在冷温度下。在用于控制燃料电池系统起动的方法的一些实施方式中，可以开始起动过程而不立即向燃料电池施加负载。然后燃料电池可以被允许达到开路电压。燃料电池可以包括燃料电池堆，该燃料电池堆包括多个单个的燃料电池，诸如燃料电池车辆中通常存在的。
[0007]在燃料电池已经达到开路电压之后，例如，可以由电流控制模块施加延迟时间段，使得负载不施加到燃料电池，直到延迟时间段已经期满。在延迟时间段已经期满后，可以利用例如电流控制模块向燃料电池施加负载。
[0008]在一些实施方式中，该过程可以包括测量所述燃料电池系统内的温度。该温度可以用于确定延迟的长度或者确定何时向燃料电池系统施加负载。在一些实施方式中，施加延迟时间段的步骤可包括使用所测量的温度来估计所述燃料电池已经达到开路电压之后的最小延迟时间段以避免由于冷温度造成的燃料电池起动延迟。施加延迟时间段的步骤还可包括将包括燃料电池已经被测量为开路电压的时间段的操作电路电压时间与最小延迟时间段进行比较。
[0009]在一些实施方式中，向燃料电池施加负载的步骤可包括，响应于确定所述操作电路电压时间大于最小延迟时间段，向燃料电池施加负载。如果操作电路电压时间小于最小延迟时间段，则系统可以构造成防止电流流动。一些实施方式还可以包括估计燃料电池内的氧浓度，诸如燃料电池的阳极室内的氧浓度。在这种实施方式中，施加延迟时间段的步骤可包括使用燃料电池的阳极室内的测量的温度和估计的氧浓度来估计燃料电池已经达到开路电压后的最小延迟时间段以避免由于冷温度引起的燃料电池起动延迟。在这种实施方式中，施加延迟时间段的步骤还可包括将包括燃料电池已经被测量为开路电压的时间段的操作电路电压时间与最小延迟时间段进行比较。响应于确定操作电路电压时间大于最小延迟时间段，负载可以被施加到燃料电池。
[0010]车辆燃料电池系统的一些实施例可以包括燃料电池和电流控制模块，该电流控制模块用于控制向燃料电池施加负载。还可以包括电压监测模块，用于监测燃料电池内的一个或多个电压。电流控制模块可以构造成，在电压监测模块已经检测到燃料电池已经达到开路电压之后，在对燃料电池施加负载之前施加延迟时间段。
[0011 ] 电流控制模块可以构造成，在电压监测模块已经检测到每个单个燃料电池已经达到开路电压之后，在对燃料电池施加负载之前施加延迟时间段。在一些实施例中，该延迟时间段可以是固定的。在其它实施例中，延迟时间段可以基于例如阳极室中的温度和/或氧浓度而改变。在延迟时间段固定的实施例中，延迟时间段可以在大约0.2秒和大约5.0秒之间。在一些这样的实施例中，延迟时间段可以在大约0.9秒和大约2.0秒之间。
[0012]一些实施例可以包括构造成感测燃料电池内的温度的温度传感器。在这些实施例中的电流控制模块可以构造成从温度传感器接收温度读数。并且电流控制模块可以构造成使用来自温度传感器的温度读数来确定何时对燃料电池施加负载。
[0013]一些实施例还可以包括氧浓度模块，该氧浓度模块构造成获得燃料电池的阳极室内的至少大约的氧浓度。这样的氧浓度模块可以带有一个或多个传感器，以便测量阳极室内的氧含量。这样的氧浓度模块还可以或者替代性地包括一个或多个算法或其它数据结构，用于提供阳极室内的氧含量的估计。
[0014]电流控制模块可以构造成接收燃料电池的阳极室内的至少大约的氧浓度，并且可以进一步构造成使用阳极室内的至少大约的氧浓度来确定何时向燃料电池施加负载。以此方式，所述至少大约氧浓度可以与温度数据一起使用，或者代替温度数据使用。
[0015]包括燃料电池系统的车辆的一些实施例可以包括燃料电池堆，该燃料电池堆包括多个燃料电池、用于控制负载施加到燃料电池堆的电流控制模块、以及用于监测燃料电池堆内的一个或多个电压的电压监测模块。电流控制模块可以构造成，在电压监测模块已经检测到燃料电池堆内的每个燃料电池已经达到开路电压之后，在对燃料电池堆施加负载之前施加延迟时间段。
[0016]此外，本发明还涉及以下技术方案。
[0017]1.一种用于控制燃料电池系统起动的方法，所述方法包括以下步骤:
开始所述燃料电池系统的起动过程而不向燃料电池施加负载；
允许所述燃料电池达到开路电压；
在所述燃料电池已经达到开路电压之后利用电流控制模块施加延迟时间段；以及 在所述延迟时间段已经期满后，利用所述电流控制模块向所述燃料电池施加负载。
[0018]2.如技术方案I所述的方法，还包括测量所述燃料电池系统内的温度。[0019]3.如技术方案2所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤包括使用所测量的温度来估计所述燃料电池已经达到开路电压之后的最小延迟时间段以避免由于冷温度造成的燃料电池起动延迟。
[0020]4.如技术方案3所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤还包括将包括所述燃料电池已经被测量为开路电压的时间段的操作电路电压时间与所述最小延迟时间段进行比较。
[0021]5.如技术方案4所述的方法，其中，向燃料电池施加负载的步骤包括，响应于确定所述操作电路电压时间大于所述最小延迟时间段，向所述燃料电池施加负载。
[0022]6.如技术方案2所述的方法，还包括估计所述燃料电池内的氧浓度。
[0023]7.如技术方案6所述的方法，其中，估计所述燃料电池内的氧浓度的步骤包括估计所述燃料电池的阳极室内的氧浓度。
[0024]8.如技术方案7所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤包括使用所述燃料电池的阳极室内的测量的温度和估计的氧浓度来估计燃料电池已经达到开路电压后的最小延迟时间段以避免由于冷温度引起的燃料电池起动延迟。
[0025]9.如技术方案8所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤还包括将包括所述燃料电池已经被测量为开路电压的时间段的操作电路电压时间与所述最小延迟时间段进行比较。
[0026]10.如技术方案9所述的方法，其中，向燃料电池施加负载的步骤包括，响应于确定所述操作电路电压时间大于所述最小延迟时间段，向所述燃料电池施加负载。
[0027]11.如技术方案I所述的方法，其中，所述燃料电池包括燃料电池堆，该燃料电池堆包括多个单个的燃料电池。
[0028]12.—种车辆燃料电池系统，包括:
燃料电池；
电流控制模块，用于控制向所述燃料电池施加负载；以及
电压监测模块，用于监测所述燃料电池内的一个或多个电压，其中，所述电流控制模块构造成，在所述电压监测模块已经检测到所述燃料电池已经达到开路电压之后，在向所述燃料电池施加负载之前，施加延迟时间段。
[0029]13.如技术方案12所述的车辆燃料电池系统，其中，所述燃料电池包括燃料电池堆，该燃料电池堆包括多个单个的燃料电池。
[0030]14.如技术方案13所述的车辆燃料电池系统，其中，所述电流控制模块构造成，在所述电压监测模块已经检测到每个所述单个燃料电池已经达到开路电压之后，在向所述燃料电池施加负载之前，施加延迟时间段。
[0031]15.如技术方案12所述的车辆燃料电池系统，还包括温度传感器，该温度传感器构造成感测所述燃料电池内的温度。
[0032]16.如技术方案15所述的车辆燃料电池系统，其中，所述电流控制模块构造成从所述温度传感器接收温度读数，并且其中，所述电流控制模块构造成使用来自所述温度传感器的温度读数来确定何时向所述燃料电池施加负载。
[0033]17.如技术方案16所述的车辆燃料电池系统，还包括氧浓度模块，该氧浓度模块构造成获得所述燃料电池的阳极室内的至少大约的氧浓度。[0034]18.如技术方案17所述的车辆燃料电池系统，其中，所述电流控制模块构造成从所述氧浓度模块接收所述燃料电池的阳极室内的至少大约的氧浓度，并且其中，所述电流控制模块构造成使用所述阳极室内的至少大约的氧浓度来确定何时向所述燃料电池施加负载。
[0035]19.如技术方案12所述的车辆燃料电池系统，其中，所述延迟时间段在大约0.2秒和大约5.0秒之间。
[0036]20.一种车辆，包括:
包括多个燃料电池的燃料电池堆；
电流控制模块，用于控制向所述燃料电池堆施加负载；以及
电压监测模块，用于监测所述燃料电池堆内的一个或多个电压，其中，所述电流控制模块构造成，在所述电压监测模块已经检测到所述燃料电池堆内的每个燃料电池已经达到开路电压之后，在向所述燃料电池堆施加负载之前，施加延迟时间段。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]参考附图将描述本公开的非限制性和非详尽的实施例，包括本公开的各个实施例，附图中:
图1显示了图表，其示出了测试的结果，该测试涉及与冷温度相关联的燃料电池电压上升延迟。
[0038]图2显示了图表，其示出了测试的结果，该测试涉及在施加短的延迟时间段之后、在对燃料电池施加负载之前的与冷温度相关联的燃料电池电压上升延迟。
[0039]图3示出了车辆的实施例，其包括燃料电池系统，用于改善冷温度下的燃料电池起动性能。
[0040]图4示出了用于控制燃料电池系统起动以便改善冷温度下的起动性能的方法的一个实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0041]以下提供根据本发明的各个实施例以及实施方式的装置、系统和方法的详细描述。尽管描述若干实施例和实施方式，但应该懂得，本公开不限于所公开的任何具体的实施例和/或实施方式，而是包括很多替代方式、修改以及等价物。此外，尽管在以下描述中阐述了多个具体细节以便提供本文公开的实施例的彻底理解，但一些实施例可以在没有一些或全部这些细节的情况下实施。类似地，可以在没有一些或全部以下公开的步骤的情况下实施一些实施方式。此外，为了清楚，在相关【技术领域】已知的某种技术材料没有被详细描述，以便避免不必要地使公开内容难懂。
[0042]通过参考附图，将最佳地理解本公开的实施例，其中，相同的部件以相同的标号表示。容易懂得，本公开实施例的构件，如同本文的附图中所总体描述和示出的，能够以各种不同的构造来布置和设计。因此，本公开的系统和方法的实施例的以下详细描述不限制本公开所声明的范围，而是仅仅代表本公开的可能的实施例。此外，方法的步骤不一定需要以任何特定顺序来执行，或甚至顺序地执行，也不需要步骤仅执行一次，除非另外指出。
[0043]本文公开的方法、系统和装置的实施例可以用于改善燃料电池系统(诸如车辆燃料电池系统)的性能，尤其是在冷温度下。本发明的发明人已经确定，在冰点温度下的燃料电池系统起动受到妨碍并且有很大延迟。不被理论所限制，本发明的发明人观察到燃料电池内的阳极催化剂上的Pt-Ox的生长可以阻止在电池中发生HOR。更具体而言，假定在冻结起动情况期间当负载施加到燃料电池堆时，在阳极表面上形成Pt-Ox，并且在阳极室中存在充分的氢之后，该生长甚至可以进一步阻止H0R，并且因此可以在冷起动期间导致不期望的延迟。
[0044]为了测试Pt-Ox效应，燃料电池堆测试台被改造成具有冷却剂冷冻能力，并且用于评估温度对阳极表面下降的影响。在吹洗到空气-空气状态(在阳极室和阴极室中都有氧气)后，燃料电池堆被冷却到测试温度。测试台被设置为一旦末端电压足以使得负载组工作就从堆取得测试电流。对若干起动温度和电负载设定点进行测试。所得到的数据被处理以计算从阳极压力达到200kPa的时间(其通常指示了在所有电池中存在大量的氢)到测量的最小电池电压超过400mV的时间的延迟。设定十秒钟作为测试允许的上限。
[0045]图1描述了示出该测试结果的图表。沿100处的X轴绘出了单位为摄氏度的温度，并且沿102处的Y轴绘出了从阳极压力达到200kPa的时间到测量的最小电池电压超过400mV的时间的延迟(单位为秒)。线110示出了提取电流为0.0lA/cm2，线112示出了提取电流为0.05A/cm2，线114示出了提取电流为0.lA/cm2。如图1所示，当负载突然施加时，冷温度下的起动导致显著的延迟(达到10秒)，并且随着温度降低，延迟趋于增加。
[0046]为了改善这种延迟，在起动模式期间可以对堆电流控制进行修正。通过在负载被施加之前增加短的延迟，已经发现，如上所述的显著的延迟可以被避免。在短时间段处于开路电压后，可以从燃料电池堆取得较大电流，而不会有不充分HOR动力等级的风险。不受理论限制，我们认为，在施加负载之前施加延迟时间段可以降低冻结起动期间Pt-Ox的存在。
[0047]图2绘出了另一个图表，其示出了以上结合图1描述的测试的重复结果，但是在施加氢压力和施加负载之间增加了 0.9-2.0秒的延迟时间段。类似于图1示出的图表，图2所示的图表示出了沿200处X轴的单位为摄氏度的温度，并且示出了沿202处的Y轴的从阳极压力达到200kPa的时间到测量的最小电池电压超过400mV的时间的延迟(单位为秒)。线210示出了提取电流为0.ΟΙΑ/cm2，线212示出了提取电流为0.05A/cm2，线214示出了提取电流为0.lA/cm2。如图2所示，在开路电压施加该相对短的延迟时间段使得燃料电池比图1所示的即刻运行负载快得多地支持电负载。
[0048]图3示出了包括燃料电池系统310的车辆300的示例。燃料电池系统310包括燃料电池312，该燃料电池312可以包括燃料电池堆，该燃料电池堆包括多个单个的燃料电池。燃料电池系统310还可以包括用于控制负载施加到燃料电池312的电流控制模块314、用于监测燃料电池312内的一个或多个电压的电压监测模块316、构造成感测燃料电池312内的温度的温度传感器318、构造成获得燃料电池312内的特定位置中的至少大约的氧浓度的氧浓度模块320，该特定位置诸如在燃料电池312的阳极室内。
[0049]电流控制模块314可以包括例如中央处理单元(CPU)、RAM、ROM、接口电路，并且可以构造成从燃料电池系统310中的各个传感器接收信号，诸如温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器等。电流控制模块314除了控制在调节气体流量(诸如氢气)可能涉及的各种阀的操作之外，还可以构造成调节各个泵和/或压缩机的速度，从而调节由燃料电池系统310所产生的电压和/或电流。电流控制也可以(或者替代性地)通过无源元件来实现，诸如基于温度的电阻器、晶体管、电感器或电容器。
[0050]电压监测模块316可以构造成感测燃料电池堆312内的一个或多个单个的燃料电池所产生的电压量。或者，电压监测模块316可以构造成整体地感测每个单个电池上的单个电压。电压监测模块316可以包括本领域技术人员可用的任意数量的元件和结构。在题目为 “Method and Apparatus for Monitoring Fuel Cell Performance” 的美国专利5170124中可以找到这种元件/结构的示例，该专利通过引用而完整地结合在本文中。然而，在一些实施例中，可以测量和处理单个单体的电压，而不是成组地这么做。
[0051]电流控制模块314可以构造成，在电压监测模块316已经检测到燃料电池312已经达到开路电压之后，在对燃料电池312施加负载之前施加延迟的时间段。在一些实施例中，该延迟可以是固定的。例如，在一些实施例中，电流控制模块314可以构造成简单地施加大约0.2秒和大约5.0秒之间的固定的延迟时间段。在一些这样的实施例中，延迟时间段可以在大约0.9秒和大约2.0秒之间。在其它实施例中，延迟时间段可以基于一个或多个变量来改变，诸如燃料电池312内的特定位置内的温度和/或氧或氢的浓度，该特定位置诸如是阳极室内。
[0052]在延迟时间段变化的实施例中，电流控制模块314可以构造成从温度传感器318接收温度读数。温度传感器318可以定位在燃料电池312内，并且构造成从燃料电池312内获得温度读数，诸如在燃料电池312的阳极室内。或者，温度传感器318可以定位在车辆300内的其它位置，并且构造成从该位置获得温度读数，或者从车辆300的外部环境获得温度读数。电流控制模块314可以构造成使用来自温度传感器318的温度读数来确定何时对燃料电池312施加负载。例如，仅当达到某个阈值(诸如-10°C)之下的温度时，才可以施加延迟时间段。或者，可以依赖于温度读数来改变延迟时间段。作为另一种替代，温度读数可以用在比较步骤中，使用例如数据表以及另一数据点(诸如燃料电池312已经在开路电压操作的时间)，以便确定是否向燃料电池312施加负载。
[0053]燃料电池系统310还可以包括氧浓度模块320。氧浓度模块320可以构造成获得燃料电池312内的特定位置内的至少大约的氧浓度，该特定位置诸如在燃料电池312的阳极室内。氧浓度模块320可以包括一个或多个传感器，以便测量阳极室内的氧含量。这样氧传感器可以包括例如扩散屏障、感测电极(阴极)、以及浸入基本电解质中的由基底金属制成的工作电极。氧浓度模块320还可以或者替代性地包括一个或多个算法或其它数据结构，用于提供阳极室内的氧含量的估计，而不是直接测量该含量。
[0054]电流控制模块314可以构造成从氧浓度模块320接收燃料电池312的阳极室内的至少大约的氧浓度，并且可以进一步构造成使用阳极室内的至少大约的氧浓度来确定何时向燃料电池312施加负载。来自氧浓度模块320的至少大约的氧浓度可以与温度数据一起使用，或者可以代替温度数据，以便确定何时施加延迟和/或延迟时间段应该为多长。
[0055]图4示出了用于控制燃料电池系统起动的方法400的示例。在步骤402，可以开始起动过程而不向燃料电池施加负载。在步骤404，燃料电池可以被允许达到开路电压。
[0056]在步骤406，可以取得一个或多个测量值，这些测量值可以影响到是否施加延迟时间段和/或该延迟时间段的长度。例如，在一些实施方式中，步骤406可以包括测量温度，诸如燃料电池系统内的温度。如本文中其它处所述，温度可以用于确定延迟的长度或者确定何时向燃料电池系统施加负载。在一些实施方式中，步骤406也可以，或者替代性地，包括测量或估计燃料电池内的氧浓度，诸如燃料电池的阳极室内的氧浓度。
[0057]在步骤408，可以计算或获得燃料电池系统在测量的温度处于开路电压以便避免不适当的起动延迟或获得稳定的燃料电池起动所需要的时间的估计。在一些实施方式中，这可以通过使用带有温度和/或氧含量数据的数据表来实现。例如，该数据表可以从测试数据输入，诸如图2中所示的测试数据。
[0058]在步骤410，燃料电池系统在开路电压以便获得稳定的起动的时间的估计可以与燃料电池已经在开路电压操作的时间进行比较，以便确定哪个值更大。如果在测量的温度和/或氧含量处用于稳定起动所需的开路电压时间大于在开路电压所操作的时间，则在步骤412施加延迟时间段。换句话说，在步骤412负载不施加到燃料电池。
[0059]另一方面，如果在测量的温度和/或氧含量处用于稳定起动所需的开路电压时间小于在开路电压所操作的时间，则在步骤414向燃料电池施加负载。从图4可以看到，可以从步骤410或步骤412到达步骤414。换句话说，在步骤410确定燃料电池已经在开路电压操作达到足够时间以避免不适当的起动延迟后在步骤414可以立即施加负载。另一方面，如果燃料电池还没有在开路电压操作达到足够时间，则在412可以施加延迟时间段，在此延迟时间段之后，在步骤414可以施加负载。
[0060]在一些实施方式中，步骤412或者之前的步骤之一，可以包括使用燃料电池的阳极室内的测量的温度和估计的氧浓度来估计燃料电池已经达到开路电压后的最小延迟时间段以避免由于冷温度弓I起的燃料电池起动延迟。
[0061]如上所述，在一些实施方式中，延迟时间段可以利用电流控制模块来施加。在一些实施方式中，在延迟时间段已经期满后，可以利用电流控制模块向燃料电池施加负载。
[0062]应该懂得，图4中描述的步骤不一定按照所描述的顺序执行。类似地，应该懂得，在根据本文阐述原理的方法的其它实施方式中，一些步骤可以省略，其它步骤可以被添加。例如，如上所述，一些实施方式可以包括施加不基于温度而改变的固定的延迟时间段。例如，这种延迟时间段可以被选择，以便避免可能由车辆经历的给定范围内的温度所导致的起动延迟，诸如在大约10°C和大约-40°c之间。其它的实施例可以构造成在特定的温度范围内施加固定的延迟时间段，并且在特定的阈值增大延迟时间段，或者在一系列的阈值逐渐增大延迟时间段。例如，在一些实施例中，在大约10°C或之下的温度可以施加大约0.2秒的延迟，在大约0°C或之下的温度可以施加大约0.5秒的延迟，在大约_20°C或之下的温度可以施加大约I秒的延迟，在大约-30°C或之下的温度可以施加大约2秒的延迟，在大约_40°C或之下的温度可以施加大约5秒的延迟。在一些实施例中，当测量的温度位于上述表值之间时，可以使用线性插值来确定期望的延迟。
[0063]已经参考各种实施例来描述了前述说明书。然而，本领域技术人员将认识到，在不偏离本公开的范围的情况下可以进行各种修改和改变。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的构件可以不同的方式来实现，依赖于特定应用，或者考虑到与系统的操作相关联的任意数量的成本函数。因此，任意一个或多个步骤可以被删除、修改或者与其它步骤组合。此外，本公开应被视为是说明性的而不是限制性的，所有这种修改应该包括在本公开的范围内。类似地，以上参考各种实施例描述了益处、其它优点以及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可以造成任何益处、优点或解决方案发生或变得更明显的任何元件都不被理解为是决定性的、需要的、或者必要的特征或元件。[0064]本领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的原理的情况下，可以对以上所述的实施例的细节进行很多改变。因此，本发明的范围应该仅由权利要求来确定。
【权利要求】
1.一种用于控制燃料电池系统起动的方法，所述方法包括以下步骤: 开始所述燃料电池系统的起动过程而不向燃料电池施加负载； 允许所述燃料电池达到开路电压； 在所述燃料电池已经达到开路电压之后利用电流控制模块施加延迟时间段；以及 在所述延迟时间段已经期满后，利用所述电流控制模块向所述燃料电池施加负载。
2.如权利要求1所述的方法，还包括测量所述燃料电池系统内的温度。
3.如权利要求2所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤包括使用所测量的温度来估计所述燃料电池已经达到开路电压之后的最小延迟时间段以避免由于冷温度造成的燃料电池起动延迟。
4.如权利要求3所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤还包括将包括所述燃料电池已经被测量为开路电压的时间段的操作电路电压时间与所述最小延迟时间段进行比较。
5.如权利要求4所述的方法，其中，向燃料电池施加负载的步骤包括，响应于确定所述操作电路电压时间大于所述最小延迟时间段，向所述燃料电池施加负载。
6.如权利要求2所述的方法，还包括估计所述燃料电池内的氧浓度。
7.如权利要求6所述的方法，其中，估计所述燃料电池内的氧浓度的步骤包括估计所述燃料电池的阳极室内的氧浓度。
8.如权利要求7所述的方法，其中，施加延迟时间段的步骤包括使用所述燃料电池的阳极室内的测量的温度和估计的氧浓度来估计燃料电池已经达到开路电压后的最小延迟时间段以避免由于冷温度引起的燃料电池起动延迟。
9.一种车辆燃料电池系统,包括: 燃料电池； 电流控制模块，用于控制向所述燃料电池施加负载；以及 电压监测模块，用于监测所述燃料电池内的一个或多个电压，其中，所述电流控制模块构造成，在所述电压监测模块已经检测到所述燃料电池已经达到开路电压之后，在向所述燃料电池施加负载之前，施加延迟时间段。
10.一种车辆，包括: 包括多个燃料电池的燃料电池堆； 电流控制模块，用于控制向所述燃料电池堆施加负载；以及 电压监测模块，用于监测所述燃料电池堆内的一个或多个电压，其中，所述电流控制模块构造成，在所述电压监测模块已经检测到所述燃料电池堆内的每个燃料电池已经达到开路电压之后，在向所述燃料电池堆施加负载之前，施加延迟时间段。
【文档编号】H01M8/04GK103794809SQ201310519640
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】D.I.哈里斯, S.贾纳帕蒂, M.卡特赖特, P.A.拉帕波特 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司