一种低温运行阳极控制方法及系统与流程

本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种低温运行阳极控制方法及系统。

背景技术：

1、在低温环境下，非氢循环泵运行期间，高电密长时间运行降载泵，由于氢循环泵不工作，电机温度会逐步降低；由于温度降低，存在液态水积累甚至结冰情况；导致存在氢循环泵响应速度慢的问题，严重时可造成转速偏离停机。因此，在低温环境下，如何进行阳极控制，避免液态水积累甚至结冰以及氢循环泵转速偏离停机成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种低温运行阳极控制方法，在环境温度处于低温时，而不是低于冰点时，在非氢循环泵运行期间，当氢循环泵的电机温度低于第二预设温度时，判断其处于非工作时间较长时，才可能出现液态水累积过多的现象，此时同时满足下面条件时，触发氢循环泵的开启：a.氢循环泵不在开关机阶段；b.氢循环泵未被其他功能开启；氢循环泵开启后，将氢循环泵的转速提升到第一预设响应转速，当氢循环泵运行第一预设时间后，待氢循环泵的温度提升到预设的需求温度，关闭氢循环泵。本发明在环境温度为低温时，通过对氢循环泵的开启进行控制，能够满足阴极不过吹，同时保证阳极零部件无液态水残留，达到既能维持电堆性能，同时不影响系统无辅热冷启动功能的实现。

2、本发明提供了一种低温运行阳极控制方法，在环境温度低于第一预设温度时，在非氢循环泵运行期间，当氢循环泵的电机温度低于第二预设温度时，在同时满足下面条件时，触发氢循环泵的开启：

3、a.氢循环泵不在开关机阶段；

4、b.氢循环泵未被其他功能开启；

5、氢循环泵开启后，将氢循环泵的转速提升到第一预设响应转速，当氢循环泵运行第一预设时间后，待氢循环泵的温度提升到预设的需求温度，关闭氢循环泵。

6、优选地，氢循环泵开启后，将氢循环泵的转速提升到第一预设响应转速，当氢循环泵以第一预设响应转速运行第一预设时间后，待氢循环泵的温度提升到第三预设温度，将氢循环泵的转速提升到第二预设转速，待氢循环泵的温度提升到预设的需求温度，关闭氢循环泵。

7、优选地，第一预设温度为3℃-10℃。

8、优选地，第一预设温度为4℃。

9、优选地，第二预设温度为14℃-16℃。

10、优选地，第二预设温度通过标定确定。

11、优选地，第二预设温度为15℃。

12、优选地，预设的需求温度为24℃-25℃。

13、优选地，预设的需求温度为30℃-40℃。

14、优选地，预设的需求温度为35℃。

15、优选地，预设的需求温度通过标定确定。

16、优选地，第三预设温度为20℃-22℃。

17、优选地，第三预设温度通过标定确定。

18、优选地，第一预设时间为2-4min。

19、优选地，第一预设时间为3min。

20、优选地，每次触发氢循环泵开启的时间与上次触发氢循环泵开启的时间间隔第二预设时间。

21、优选地，第二预设时间为8-12s。

22、优选地，第二预设时间为10s。

23、优选地，所述第二预设时间通过标定确定。

24、优选地，第一预设响应转速为2800-3200 rpm。

25、优选地，第一预设响应转速通过标定确定。

26、优选地，第一预设响应转速为3000rpm。

27、优选地，第二预设转速为4000-5000rpm。

28、优选地，第二预设转速为4500rpm。

29、优选地，第二预设转速通过标定确定。

30、本发明提供了一种低温运行阳极控制系统，包括控制器，所述控制器执行上述的任一低温运行阳极控制方法。

31、与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：

32、（1）本发明在环境温度为低温时，而不是低于冰点时，即通过对氢循环泵的开启进行控制，能够满足阴极不过吹，同时保证阳极零部件无液态水残留，避免氢循环泵转速偏离停机，达到既能维持电堆性能，同时不影响系统无辅热冷启动功能的实现，实现燃料电池系统低温无辅热条件下的无损。

33、（2）本发明在对氢循环泵的开启进行控制时，根据氢循环泵的温度和转速分阶段对氢循环泵进行控制，在氢循环泵达到阶段性平稳工作后，再进一步使得氢循环泵逐步达到需求的温度，有利于氢循环泵的工作，延长寿命，同时节省能耗。

34、（3）本发明只在低温正常运行阶段下实施该策略，即氢循环泵不在开关机阶段且氢循环泵未被其他功能开启，以准确判断策略实施条件，避免误判，导致系统工作异常。

技术特征：

1.一种低温运行阳极控制方法，其特征在于，在环境温度低于第一预设温度时，在非氢循环泵运行期间，当氢循环泵的电机温度低于第二预设温度时，在同时满足下面条件时，触发氢循环泵的开启：

2.根据权利要求1所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，第二预设温度通过标定确定。

3.根据权利要求1所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，第一预设时间为2min-4min。

4.根据权利要求1所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，预设的需求温度为24℃-25℃。

5.根据权利要求1所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，预设的需求温度通过标定确定。

6.根据权利要求1所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，每次触发氢循环泵开启的时间与上次触发氢循环泵开启的时间间隔第二预设时间。

7.根据权利要求6所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，第二预设时间为8-12s。

8.根据权利要求6所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，所述第二预设时间通过标定确定。

9.根据权利要求1所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，第一预设响应转速为2800-3200 rpm。

10.根据权利要求9所述的低温运行阳极控制方法，其特征在于，第一预设响应转速通过标定确定。

11.一种低温运行阳极控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器执行权利要求1-10任一项所述的低温运行阳极控制方法。

技术总结
本发明提供了一种低温运行阳极控制方法及系统，属于燃料电池技术领域。本发明在环境温度低于第一预设温度时，在非氢循环泵运行期间，当氢循环泵的电机温度低于第二预设温度时，在同时满足下面条件时，触发氢循环泵的开启：A.氢循环泵不在开关机阶段；B.氢循环泵未被其他功能开启；氢循环泵开启后，将氢循环泵的转速提升到第一预设响应转速，当氢循环泵运行第一预设时间后，待氢循环泵的温度提升到预设的需求温度，关闭氢循环泵。本发明在环境温度为低温时，通过对氢循环泵的开启进行控制，能够满足阴极不过吹，同时保证阳极零部件无液态水残留，达到既能维持电堆性能，同时不影响系统无辅热冷启动功能的实现。

技术研发人员：杨硕,程准,崔鲁,卞磊,兰健平,潘嘉裕,方效,花辰凡
受保护的技术使用者：上海重塑能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13