一种燃料电池的膜电极串漏检测方法、装置、设备及介质与流程

本申请涉及燃料电池检测，具体而言，涉及一种燃料电池的膜电极串漏检测方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、目前，燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无污染,是理想的能源利用方式。燃料电池寿命是制约其批量化应用的关键因素，对燃料电池的健康状态进行识别可以防止燃料电池持续恶化。目前，主要是对平均单片电压进行监控，出现电压加速衰退则表明出现耐久性问题，但无法定位具体失效原因，膜电极发生串漏后不仅性能下降，而且会造成电堆短时间内失效而无法使用，氢氧互窜也容易造成安全问题。

2、现有技术中，通过红外和扫描电镜检测可直接观察串漏位置，但是制样麻烦，需要拆堆进行检测；通过开路电压也可以间接表征膜电极串漏，串漏量越大ocv电压越低，但是开路高电位会对燃料电池催化剂和质子交换膜的耐久性造成影响，不适合长期使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种燃料电池的膜电极串漏检测方法、装置、设备及介质，能够通过控制燃料电池的状态，以及对燃料电池的达到目标电压的时间的监测，确定出燃料电池的膜电极是否存在串漏，解决现有技术中存在的通过红外和扫描电镜检测串漏，制样麻烦，需要拆堆进行检测，通过开路电压检测膜电极串漏，会对燃料电池催化剂和质子交换膜的耐久性造成影响的问题，达到在不对燃料电池的使用造成影响的情况下，快速准确地对燃料电池的串漏情况进行检测的效果。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种燃料电池的膜电极串漏检测方法，所述方法包括：控制所述燃料电池达到第一检测状态，并监测所述燃料电池的电压是否达到目标电压值；在所述燃料电池的电压达到目标电压值后，根据所述燃料电池达到第一状态的时间和所述燃料电池达到目标电压值的时间，计算所述燃料电池的测试时间；根据所述燃料电池的测试时间和所述燃料电池的标准时间，确定所述燃料电池的膜电极是否存在串漏。

3、可选地，所述燃料电池包括三通阀、电堆和尾气排放节气门，空气通过三通阀输入至所述燃料电池中，所述燃料电池的尾气通过尾气排放节气门排放，其中，通过以下步骤控制燃料电池达到第一检测状态：控制所述燃料电池停机，并持续向所述燃料电池中输入氢气；关闭所述三通阀和所述尾气排放节气门。

4、可选地，通过以下方式确定所述燃料电池的标准时间：在所述燃料电池初次为目标设备提供电力时，控制所述燃料电池达到第一检测状态；将所述燃料电池的电压达到目标电压值的时间，确定为所述燃料电池的标准时间。

5、可选地，所述燃料电池由多个单燃料电池串联组成，其中，通过以下方式确定每个单电池的膜电极是否存在串漏：分别控制每个单电池达到第一检测状态，并监测每个单电池的电压是否达到目标电压值；针对每个单电池，在该单电池的电压达到目标电压值后，根据该单电池达到第一状态的时间和该单电池达到目标电压值的时间，计算该单电池的测试时间；根据每个单电池的测试时间和每个单电池对应的标准时间，确定每个单电池是否存在串漏。

6、可选地，根据所述燃料电池的测试时间和所述燃料电池的标准时间，确定所述燃料电池的膜电极是否存在串漏的步骤包括：根据所述燃料电池的测试时间和所述燃料电池的标准时间之间的比值，确定所述燃料电池的参考比值；判断所述参考比值是否小于预先设定的标准比值；若所述参考比值小于预先设定的标准比值，则确定所述燃料电池的膜电极存在串漏；若所述参考比值大于或等于预先设定的标准比值，则确定所述燃料电池的膜电极存在串漏。

7、可选地，通过以下方式计算所述燃料电池的测试时间：计算所述燃料电池达到目标电压值的时间与所述燃料电池达到第一状态的时间之间的差值；将所述燃料电池达到目标电压值的时间与所述燃料电池达到第一状态的时间之间的差值确定为所述燃料电池的测试时间。

8、可选地，所述燃料电池还包括空滤、流量计、空压机、中冷器、增湿器，其中，空气经空滤过滤后通过管道传输至空压机中，空气经空压机加压后通过管道传输至中冷器中，中冷器对加压后的空气进行降温后，通过管道将加压后的空气传输至增湿器的空气进气口中，加压后的空气经增湿器增湿后通过管道传输至电堆中与电堆中的氢气混合发电，电堆发电生成的尾气通过管道传输至增湿器的尾气输入口中，电堆发电生成的尾气经增湿器增湿后排放至空气中，其中，所述流量计设置于空滤与空压机之间的空气传输管道上，以检测空气的输入量，所述三通阀设置于中冷器与增湿器的空气进气口之间的空气传输管道上，用于控制输入至电堆中的空气量，所述尾气排放节气门设置在增湿器的尾气排放口前，用于控制燃料电池的尾气排放。

9、第二方面，本申请实施例还提供了一种燃料电池的膜电极串漏检测装置，所述装置包括：

10、电压监测模块，用于在燃料电池达到第一检测状态后，监测所述燃料电池的电压是否达到目标电压值；

11、测试时间计算模块，用于在所述燃料电池的电压达到目标电压值后，根据所述燃料电池达到第一状态的时间和所述燃料电池达到目标电压值的时间，计算所述燃料电池的测试时间；

12、串漏判断模块，用于根据所述燃料电池的测试时间和所述燃料电池的标准时间，确定所述燃料电池的膜电极是否存在串漏。

13、第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的燃料电池的膜电极串漏检测方法的步骤。

14、第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的燃料电池的膜电极串漏检测方法的步骤。

15、本申请实施例提供的一种燃料电池的膜电极串漏检测方法、装置、设备及介质，能够通过控制燃料电池的状态，以及对燃料电池的达到目标电压的时间的监测，确定出燃料电池的膜电极是否存在串漏，解决现有技术中存在的通过红外和扫描电镜检测串漏，制样麻烦，需要拆堆进行检测，通过开路电压检测膜电极串漏，会对燃料电池催化剂和质子交换膜的耐久性造成影响的问题，达到在不对燃料电池的使用造成影响的情况下，快速准确地对燃料电池的串漏情况进行检测的效果。

16、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种燃料电池的膜电极串漏检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料电池包括三通阀、电堆和尾气排放节气门，空气通过三通阀输入至所述燃料电池中，所述燃料电池的尾气通过尾气排放节气门排放，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定所述燃料电池的标准时间：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述燃料电池由多个单燃料电池串联组成，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述燃料电池的测试时间和所述燃料电池的标准时间，确定所述燃料电池的膜电极是否存在串漏的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式计算所述燃料电池的测试时间：

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述燃料电池还包括空滤、流量计、空压机、中冷器、增湿器，

8.一种燃料电池的膜电极串漏检测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至7任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种燃料电池的膜电极串漏检测方法、装置、设备及介质，其中，该方法包括：控制所述燃料电池达到第一检测状态，并监测所述燃料电池的电压是否达到目标电压值；在所述燃料电池的电压达到目标电压值后，根据所述燃料电池达到第一状态的时间和所述燃料电池达到目标电压值的时间，计算所述燃料电池的测试时间；根据所述燃料电池的测试时间和所述燃料电池的标准时间，确定所述燃料电池的膜电极是否存在串漏。达到在不对燃料电池的使用造成影响的情况下，快速准确地对燃料电池的串漏情况进行检测的效果。

技术研发人员：曹季冬,方川,李飞强
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15