[发明专利]用于诊断燃料电池堆的含水状态的方法

权利要求书

1.一种用于诊断燃料电池堆的含水状态的方法，包括：

步骤A，通过阻抗测量器将具有预定频率的AC信号施加到所述燃料电池堆，以从对应于所述AC信号的所述燃料电池堆的输出电压和输出电流计算电解质膜阻抗、阳极阻抗和阴极阻抗中的每个；以及

步骤B，通过控制器基于所述电解质膜阻抗、所述阳极阻抗和所述阴极阻抗来诊断所述燃料电池堆的所述含水状态，

其中所述步骤B包括：

步骤B1，判定所述电解质膜阻抗是否超过预定参考电解质膜阻抗；

步骤B2，在所述电解质膜阻抗超过所述预定参考电解质膜阻抗的情况下，判定所述燃料电池堆处于干燥状态，

步骤B3，在所述电解质膜阻抗为所述参考电解质膜阻抗或更小的情况下，判定通过将所述阳极阻抗和所述阴极阻抗相加计算的总和阻抗是否超过预定参考总和阻抗；以及

步骤B4，在所述总和阻抗超过所述预定参考总和阻抗的情况下，判定所述燃料电池堆处于淹没状态，

其中所述步骤A包括步骤A1，在将具有预定第一频率的第一AC信号施加到所述燃料电池堆的状态下测量所述燃料电池堆的第一输出电压和第一输出电流，并且将从所述第一输出电压和所述第一输出电流导出的所述燃料电池堆的第一阻抗设置为所述电解质膜阻抗，并且

其中确定所述第一频率，使得所述阳极阻抗和所述阴极阻抗之和与所述第一阻抗的比率小于预定参考比率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤A进一步包括步骤A2，在将具有低于所述第一频率的第二频率的第二AC信号施加到所述燃料电池堆的状态下测量所述燃料电池堆的第二输出电压和第二输出电流，并且将通过从所述燃料电池堆的第二阻抗减去在所述步骤A1中导出的所述电解质膜阻抗计算的阻抗值设置为所述阳极阻抗，所述第二阻抗从所述第二输出电压和所述第二输出电流导出。

3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述第二频率，使得所述阴极阻抗与所述第二阻抗的比率小于预定参考比率。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述步骤A2之前进一步包括步骤C，控制所述第二频率使得所述阴极阻抗与所述第二阻抗的比率小于所述预定参考比率，

其中所述步骤C包括：

步骤C1，以预定标准流量将空气供应到所述阴极或者将所述阴极的压力控制为预定标准压力，并且同时将具有所述第二频率的所述第二AC信号施加到所述燃料电池堆以测量所述阳极阻抗；

步骤C2，以小于所述标准流量的流量将所述空气供应到所述阴极或者将所述阴极的所述压力控制为小于所述预定标准压力的压力，并且同时将具有所述第二频率的所述第二AC信号施加到所述燃料电池堆以测量所述阳极阻抗；以及

步骤C3，当在所述步骤C2中测量的所述阳极阻抗与在所述步骤C1中测量的所述阳极阻抗之间的差超过第二预定参考比率时，将所述第二频率增加预定参考值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述步骤C3中，当在所述步骤C2中测量的所述阳极阻抗与在所述步骤C1中测量的所述阳极阻抗之间的差是所述第二预定参考比率或更小时，维持所述第二频率。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述步骤A进一步包括步骤A3，即在将具有低于所述第二频率的第三频率的第三AC信号施加到所述燃料电池堆的状态下测量所述燃料电池堆的第三输出电压和第三输出电流，并且将通过从所述燃料电池堆的第三阻抗减去在所述步骤A1中导出的所述电解质膜阻抗和在所述步骤A2中导出的所述阳极阻抗计算的阻抗值设置为所述阴极阻抗，所述第三阻抗从所述第三输出电压和所述第三输出电流导出。

7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述第三频率，使得所述阴极阻抗与所述第三阻抗的比率是预定参考比率或更大。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述阳极阻抗超过预定参考阳极阻抗并且所述阴极阻抗是预定参考阴极阻抗或更小的情况下，通过判定所述阳极处于干燥阳极偏置状态来执行所述步骤B2。