專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種使用環(huán)境友好、高效、長(zhǎng)壽命的發(fā)電裝置。下面以質(zhì)子交換膜燃料電池(簡(jiǎn)稱為PEMFC)為例來說明書燃料電池的工作原理:燃料氣體從陽極側(cè)進(jìn)入，燃料氣體中的氫原子在陽極側(cè)失去電子變成質(zhì)子，質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極，電子同時(shí)經(jīng)由外部回路也到達(dá)陰極。在陰極質(zhì)子和電子與氧氣結(jié)合生成水，從而產(chǎn)生電能。由上述分析可知，燃料電池采用的是非燃燒的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，由于不受卡諾循環(huán)的限制采用燃料電池直接發(fā)電，發(fā)電效率可高達(dá)45%。以電池堆為核心的發(fā)電裝置，燃料電池系統(tǒng)集成了電源管理，熱管理等模塊，具有熱、電、水、氣統(tǒng)籌管理的特征。燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品從固定式電站到移動(dòng)式電源，從電動(dòng)汽車到航天飛船，從軍用裝備到民用產(chǎn)品都有著廣泛的應(yīng)用。然而，燃料電池在運(yùn)行過程中，由于環(huán)境溫度、濕度的變化或外部反應(yīng)氣輸入條件的波動(dòng)，造成了電池堆內(nèi)部暫時(shí)性的局部水淹，從而導(dǎo)致電池堆或某節(jié)或某幾節(jié)電池性能下降。如果不采取補(bǔ)救措施，由于外界索取功率不變，電池堆輸出電流將被迫提高，增加了反應(yīng)氣的消耗，從而加劇了電池堆內(nèi)部水淹及燃料枯竭的問題，最終導(dǎo)致系統(tǒng)整體輸出不足以維持外界功率需求，降低電池堆性能和壽命。如圖1所示，虛線為外界需求功率保持為PO不變，實(shí)線為電池堆輸出功率。電池堆內(nèi)部的暫時(shí)性水淹造成了性能的下降，如果不采取補(bǔ)救措施，則會(huì)加劇性能的衰減。此時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中一般采取的方案是:通過燃料電池系統(tǒng)的附屬部件(Balance ofPlant，簡(jiǎn)稱為Β0Ρ，包括反應(yīng)氣體輸送所需要的泵等動(dòng)力部件)調(diào)節(jié)，加大反應(yīng)氣的輸入流量，從而排出多余的液態(tài)水，以消除電池堆內(nèi)部的水淹現(xiàn)象，使電池堆恢復(fù)正常工作狀態(tài)。如圖2所示，虛線為外界需求功率保持為PO不變，實(shí)線為電池堆輸出功率。電池堆內(nèi)部暫時(shí)性水淹造成的性能下降，如果通過上述BOP增加反應(yīng)氣的供給速率，則會(huì)造成電池堆調(diào)節(jié)的延時(shí)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，電池堆才能恢復(fù)正常工作；另外，由于增加了燃料氣體的輸入，當(dāng)電池堆性能恢復(fù)時(shí)，電池堆功率輸出會(huì)溢出。因此，通過上述BOP方式進(jìn)行調(diào)節(jié)主要存在以下兩個(gè)問題:I) BOP的調(diào)節(jié)速度(泵速調(diào)節(jié))比較慢，對(duì)于電池堆輸出性能的調(diào)節(jié)有很大的延時(shí)；2)通過BOP調(diào)節(jié)反應(yīng)氣流量來解決水淹，增加了燃料氣體用量以及泵耗，降低了系統(tǒng)效率。同時(shí)，燃料電池如果應(yīng)用在大功率運(yùn)行過程，節(jié)電池電壓較低，若此時(shí)出現(xiàn)電池堆內(nèi)部暫時(shí)性的局部水淹，將導(dǎo)致節(jié)電池電壓過低，從而引發(fā)不必要的自動(dòng)關(guān)機(jī)(為保證系統(tǒng)安全，一般在電壓過低時(shí)，會(huì)實(shí)行系統(tǒng)的自動(dòng)關(guān)機(jī))。在這種情況下，BOP的響應(yīng)速度，不足以避免系統(tǒng)不必要的自動(dòng)關(guān)機(jī)。針對(duì)上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法和裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中恢復(fù)電池堆性能的效率低下的技術(shù)問題。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法，包括:對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；在檢測(cè)到上述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下，通過上述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分上述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率。優(yōu)選地，對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)包括:通過上述電池堆的輸出功率的下降情況和上述電池堆的節(jié)電池電壓的在短時(shí)間內(nèi)的下降情況來判斷上述電池堆是否處于水淹狀態(tài)。優(yōu)選地，在通過上述儲(chǔ)能單元提供部分上述外界需求功率的過程中，上述方法還包括:上述燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池系統(tǒng)的附屬部件BOP的反應(yīng)氣的供應(yīng)量大于當(dāng)前上述電池堆所需的反應(yīng)氣流量。優(yōu)選地，在通過上述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分上述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率之后，上述方法還包括:根據(jù)上述電池堆實(shí)時(shí)的輸出功率調(diào)整上述儲(chǔ)能單元提供的功率，直至上述電池堆的水淹狀態(tài)消除且上述電池堆輸出功率保持在預(yù)定的穩(wěn)定輸出，上述儲(chǔ)能單元停止提供功率。優(yōu)選地，在檢測(cè)到上述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下之后，上述方法還包括:降低上述電池堆的輸出功率。優(yōu)選地，上述降低上述電池堆的輸出功率包括:上述電池堆停止為BOP提供上述BOP所需的功率；上述儲(chǔ)能單元為上述BOP提供上述BOP所需的功率。優(yōu)選地，在檢測(cè)到上述輸出功率低于外界需求功率的情況下之后，上述方法還包括:檢測(cè)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)上述電池堆的輸出功率是否能滿足上述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率；如果不能，則引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，包括:第一檢測(cè)單元，用于對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；控制單元，用于在上述第一檢測(cè)單元檢測(cè)到上述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下，通過上述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分上述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率。優(yōu)選地，上述裝置還包括:調(diào)整單元，用于在通過上述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分上述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率之后，根據(jù)上述電池堆實(shí)時(shí)的輸出功率調(diào)整上述儲(chǔ)能單元提供的功率，直至上述電池堆的水淹狀態(tài)消除且上述電池對(duì)輸出功率保持在預(yù)定的穩(wěn)定輸出，上述儲(chǔ)能單元停止提供功。優(yōu)選地，上述裝置還包括:第二檢測(cè)單元，用于在上述第一檢測(cè)單元檢測(cè)到上述輸出功率低于外界需求功率的情況下之后，檢測(cè)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)上述電池堆的輸出功率是否能滿足上述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率；關(guān)機(jī)單元，用于在確定不能滿足上述外界需求功率的情況下，引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過電池堆輸出功率的下降和節(jié)電池電壓的驟降來判斷電池堆的局部水淹狀態(tài)，在確定出現(xiàn)水淹的情況下通過燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分外界需求功率以降低電池堆的功率輸出，從而消除水淹現(xiàn)象，使得電池堆的性能可以快速恢復(fù)。本發(fā)明在不影響系統(tǒng)整體輸出功率的情況下，解決了電池堆由于局部水淹造成的輸出性能暫時(shí)性下降的技術(shù)問題，達(dá)到了保持系統(tǒng)穩(wěn)定的功率輸出并及時(shí)恢復(fù)電池堆性能，提高燃料電池堆的性能與耐久性的技術(shù)效果。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的電池堆內(nèi)部暫時(shí)性水淹導(dǎo)致的電池堆內(nèi)部電池性能下降的不意圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的電池堆內(nèi)部暫時(shí)性水淹導(dǎo)致的電池堆內(nèi)部電池性能下降的情況下，通過BOP恢復(fù)電池堆性能的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的控制方法的一種優(yōu)選流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置的另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式I中的電池堆性能恢復(fù)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式2中的電池堆性能恢復(fù)示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池與儲(chǔ)能單元聯(lián)合工作的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種優(yōu)選的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，如圖3所示，該方法包括以下步驟:步驟S302:對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；步驟S304:在檢測(cè)到所述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下，通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率。在上述優(yōu)選實(shí)施方式中，通過電池堆輸出功率的下降和節(jié)電池電壓的驟降來判斷電池堆的局部水淹狀態(tài)，在確定出現(xiàn)水淹的情況下通過燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分外界需求功率以降低電池堆的功率輸出，從而消除水淹現(xiàn)象，使得電池堆的性能可以快速恢復(fù)。本發(fā)明在不影響系統(tǒng)整體輸出功率的情況下，解決了電池堆由于局部水淹造成的輸出性能暫時(shí)性下降的技術(shù)問題，達(dá)到了保持系統(tǒng)穩(wěn)定的功率輸出并及時(shí)恢復(fù)電池堆性能，提高燃料電池堆的性能與耐久性的技術(shù)效果。優(yōu)選地，在上述步驟S302中，可以通過所述電池堆的輸出功率的下降情況和所述電池堆的節(jié)電池電壓的在短時(shí)間內(nèi)的下降情況來判斷所述電池堆是否處于水淹狀態(tài)為了便于電池堆內(nèi)部液態(tài)水的排出，以使得電池堆可以恢復(fù)到正常的狀態(tài)。在通過儲(chǔ)能單元提供部分外界需求功率的過程中，可以保持燃料電池系統(tǒng)中的BOP的反應(yīng)氣的供應(yīng)量大于電池堆所需的反應(yīng)氣流量，這樣電池堆內(nèi)的水可以正常排出。在電池堆性能恢復(fù)的過程中，可以池堆實(shí)時(shí)的輸出功率調(diào)整儲(chǔ)能單元提供的功率，直至電池堆的水淹狀態(tài)消除且所述電池堆輸出功率保持在預(yù)定的穩(wěn)定輸出，儲(chǔ)能單元停止提供功率。即，在性能恢復(fù)的過程中，逐漸減少儲(chǔ)能單元輸出的功率，直至電池堆正常工作剛好滿足外界需求功率。優(yōu)選地，為了進(jìn)一步降低電池堆輸出功率以減少電池堆的輸出負(fù)擔(dān)，BOP模塊所需的功率部分可以由儲(chǔ)能單元提供。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，降低所述電池堆的輸出功率包括:電池堆停止為BOP提供BOP所需的功率；儲(chǔ)能單元為BOP提供BOP所需的功率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在檢測(cè)到所述輸出功率低于外界需求功率的情況下之后，上述方法還包括:檢測(cè)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)電池堆的輸出功率是否能滿足外界需求功率；如果不能，則引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序。例如:如果在t時(shí)間段內(nèi)，電池堆能夠恢復(fù)至正常功率輸出狀態(tài)，則不引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序；如果在t時(shí)間段內(nèi)，電池堆仍然不能恢復(fù)至正常功率輸出狀態(tài)，持續(xù)過低的節(jié)電池電壓，則觸發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序，從而達(dá)到了保護(hù)系統(tǒng)的作用。在本實(shí)施例中還提供了一種燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，該裝置用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)進(jìn)行過說明的不再贅述。如以下所使用的，術(shù)語“單元”或者“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的裝置較佳地以軟件來實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，包括:第一檢測(cè)單元402和控制單元404，下面對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。第一檢測(cè)單元402，用于對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；控制單元404，與第一檢測(cè)單元402耦合，用于在所述第一檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下，通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，上述裝置還包括:調(diào)整單元，用于在通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率之后，根據(jù)所述電池堆實(shí)時(shí)的輸出功率調(diào)整所述儲(chǔ)能單元提供的功率，直至所述電池堆的水淹狀態(tài)消除且所述電池對(duì)輸出功率保持在預(yù)定的穩(wěn)定輸出，所述儲(chǔ)能單元停止提供功率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖5所示，上述裝置還包括:第二檢測(cè)單元502，用于在所述第一檢測(cè)單元檢測(cè)到所述輸出功率低于外界需求功率的情況下之后，檢測(cè)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述電池堆的輸出功率是否能滿足所述外界需求功率；關(guān)機(jī)單元504，與第二檢測(cè)單元502耦合，用于在確定不能滿足燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率的情況下，引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序。本發(fā)明實(shí)施例還提供了幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋，但是值得注意的是，該優(yōu)選實(shí)施例只是為了更好的描述本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明不當(dāng)?shù)南薅āＴ谏鲜龈鱾€(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，提供了 一種燃料電池的智能控制方法，通過燃料電池系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)以及與儲(chǔ)能單元的耦合操作，解決了電池堆暫時(shí)性輸出功率下降時(shí)出現(xiàn)的問題，即解決了燃料電池性能的暫時(shí)性下降造成的功率輸出不足，降低響應(yīng)延遲并完成電池堆輸出性能的自恢復(fù)，從而達(dá)到了提高燃料電池堆的性能與耐久性的效果，同時(shí)保證了燃料系統(tǒng)輸出功率恒定。結(jié)合上述各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例還給出了幾個(gè)具體的實(shí)施方式以便對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋說明:優(yōu)選實(shí)施方式I
如圖6所示，當(dāng)電池堆輸出功率暫時(shí)性下降時(shí)，燃料電池系統(tǒng)不增加反應(yīng)的氣流量，保持BOP的運(yùn)行狀態(tài)，而外界功率需求比電池堆輸出功率多出的部分由儲(chǔ)能單元提供。此時(shí)，電池堆反應(yīng)氣的供應(yīng)量大于正常所需的反應(yīng)氣流量，便于電池堆內(nèi)部液態(tài)水的排出，使得電池堆可以恢復(fù)至正常功率輸出狀態(tài)。然而，在電池堆性能恢復(fù)的同時(shí)，儲(chǔ)能單元提供的功率也逐漸減小，直至電池堆正常工作時(shí)的輸出功率可以剛好滿足外部功率需求。優(yōu)選實(shí)施方式2如圖7所示，當(dāng)電池堆輸出功率暫時(shí)性下降時(shí)，燃料電池系統(tǒng)不增加反應(yīng)的氣流量，保持BOP的運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)選地，進(jìn)一步降低電池堆輸出功率以減少電池堆的輸出負(fù)擔(dān)，此時(shí)外界功率需求比電池堆輸出功率多出的部分由儲(chǔ)能單元提供。此時(shí)，電池堆反應(yīng)氣的供應(yīng)量遠(yuǎn)大于正常所需的反應(yīng)氣流量，便于快速排出電池堆內(nèi)部的液態(tài)水，使得電池堆可以恢復(fù)至正常功率輸出狀態(tài)。然而，在電池堆性能恢復(fù)的同時(shí)，儲(chǔ)能單元提供的功率也逐漸減小，直至電池堆正常工作時(shí)輸出的功率可以剛好滿足外部功率需求。如圖8所示，是燃料電池與儲(chǔ)能單元聯(lián)合工作的系統(tǒng)示意圖。其中，(a)表示燃料電池對(duì)負(fù)載供電，(b)表示儲(chǔ)能單元對(duì)負(fù)載供電，(C)表示燃料電池堆對(duì)儲(chǔ)能單元充電，Cd)表示儲(chǔ)能單元對(duì)BOP供電，Ce)表示燃料電池堆對(duì)BOP供電，Cf)表示BOP對(duì)燃料電池的反應(yīng)氣供給。在上述優(yōu)選實(shí)施方式I和2中，為了保證系統(tǒng)外部功率輸出恒定，燃料電池堆功率輸出下降的部分由儲(chǔ)能單元填補(bǔ)。通過儲(chǔ)能單元補(bǔ)償功率大小的控制，調(diào)節(jié)電池堆恢復(fù)至正常狀態(tài)所需的時(shí)間。優(yōu)選實(shí)施方式3當(dāng)電池堆輸出功率暫時(shí)性下降時(shí)，燃料電池系統(tǒng)不增加反應(yīng)氣流量，保持BOP運(yùn)行狀態(tài)，而BOP模塊所需的功率部分由儲(chǔ)能單元提供(S卩，如圖8中的d所示)，從而降低電池堆所需的功率輸出。此時(shí)，電池堆反應(yīng)氣供應(yīng)量大于正常所需的反應(yīng)氣流量，便于電池堆內(nèi)部液態(tài)水的排出，使電池堆恢復(fù)到正常狀態(tài)。而在電池堆性能恢復(fù)的同時(shí)，BOP模塊的功率需求再重新由電池堆提供(即，如圖8中的e所示)，直至電池堆正常工作剛好滿足系統(tǒng)內(nèi)部與外部功率需求。優(yōu)選實(shí)施方式4當(dāng)燃料電池大功率運(yùn)行時(shí)，節(jié)電池電壓較低，若此時(shí)出現(xiàn)電池堆內(nèi)部暫時(shí)性的局部水淹，將導(dǎo)致節(jié)電池電壓過低，從而引發(fā)不必要的自動(dòng)關(guān)機(jī)。此時(shí)，針對(duì)電池堆輸出功率下降的問題，燃料電池系統(tǒng)不增加反應(yīng)氣流量，保持BOP運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)一步降低電池堆輸出功率以減少電池堆輸出負(fù)擔(dān)，而外界功率需求比電池堆輸出功率多出的部分由儲(chǔ)能單元提供，以幫助電池堆的性能恢復(fù)。如果在t時(shí)間段內(nèi)，電池堆能夠恢復(fù)至正常功率輸出狀態(tài)，則不引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序；如果在t時(shí)間段內(nèi)，電池堆仍然不能恢復(fù)至正常功率輸出狀態(tài)，持續(xù)過低的節(jié)電池電壓，則觸發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還提供了 一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式中描述的技術(shù)方案。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有上述軟件，該存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于:光盤、軟盤、硬盤、可擦寫存儲(chǔ)器等。
從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:通過電池堆輸出功率的下降和節(jié)電池電壓的驟降來判斷電池堆的局部水淹狀態(tài)，在確定出現(xiàn)水淹的情況下通過燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分外界需求功率以降低電池堆的功率輸出，從而消除水淹現(xiàn)象，使得電池堆的性能可以快速恢復(fù)。本發(fā)明在不影響系統(tǒng)整體輸出功率的情況下，解決了電池堆由于局部水淹造成的輸出性能暫時(shí)性下降的技術(shù)問題，達(dá)到了保持系統(tǒng)穩(wěn)定的功率輸出并及時(shí)恢復(fù)電池堆性能，提高燃料電池堆的性能與耐久性的技術(shù)效果。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括: 對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)； 在檢測(cè)到所述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下，通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)包括: 通過所述電池堆的輸出功率的下降情況和所述電池堆的節(jié)電池電壓的在短時(shí)間內(nèi)的下降情況來判斷所述電池堆是否處于水淹狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在通過所述儲(chǔ)能單元提供部分所述外界需求功率的過程中，所述方法還包括: 所述燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池系統(tǒng)的附屬部件BOP的反應(yīng)氣的供應(yīng)量大于當(dāng)前所述電池堆所需的反應(yīng)氣流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率之后，所述方法還包括: 根據(jù)所述電池堆實(shí)時(shí)的輸出功率調(diào)整所述儲(chǔ)能單元提供的功率，直至所述電池堆的水淹狀態(tài)消除且所述電池堆輸出功率保持在預(yù)定的穩(wěn)定輸出，所述儲(chǔ)能單元停止提供功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在檢測(cè)到所述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下之后，所述方法還包括: 降低所述電池堆的輸出功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述降低所述電池堆的輸出功率包括: 所述電池堆停止為BOP提供所述BOP所需的功率； 所述儲(chǔ)能單元為所述BOP提供所述BOP所需的功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在檢測(cè)到所述輸出功率低于外界需求功率的情況下之后，所述方法還包括: 檢測(cè)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述電池堆的輸出功率是否能滿足所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率; 如果不能，則引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序。
8.一種燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，包括: 第一檢測(cè)單元，用于對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆是否處于水淹狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)； 控制單元，用于在所述第一檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池堆處于水淹狀態(tài)的情況下，通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括: 調(diào)整單元，用于在通過所述燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率之后，根據(jù)所述電池堆實(shí)時(shí)的輸出功率調(diào)整所述儲(chǔ)能單元提供的功率，直至所述電池堆的水淹狀態(tài)消除且所述電池對(duì)輸出功率保持在預(yù)定的穩(wěn)定輸出，所述儲(chǔ)能單元停止提供功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，還包括: 第二檢測(cè)單元，用于在所述第一檢測(cè)單元檢測(cè)到所述輸出功率低于外界需求功率的情況下之后，檢測(cè)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述電池堆的輸出功率是否能滿足所述燃料電池系統(tǒng)的外界需求功率；關(guān)機(jī)單元，用于在 確定不能滿足所述外界需求功率的情況下，引發(fā)自動(dòng)關(guān)機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法和裝置，其中，該方法包括對(duì)燃料電池系統(tǒng)的電池堆的輸出功率進(jìn)行檢測(cè)；通過電池堆輸出功率的下降和節(jié)電池電壓的驟降判斷電池堆的局部水淹狀態(tài)；在確定出現(xiàn)水淹的情況下通過燃料電池系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元提供部分外界需求功率以降低電池堆的功率輸出，從而消除水淹現(xiàn)象，使得電池堆的性能可以快速恢復(fù)。本發(fā)明在不影響系統(tǒng)整體輸出功率的情況下，解決了電池堆由于局部水淹造成的輸出性能暫時(shí)性下降的技術(shù)問題，達(dá)到了保持系統(tǒng)穩(wěn)定的功率輸出并及時(shí)恢復(fù)電池堆性能，提高燃料電池堆的性能與耐久性的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)H01M8/04GK103137992SQ20131008859
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者高建龍, 湯浩, 殷聰, 陶詩涌, 張偉明, 高 玉, 練勇 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司