[发明专利]一种燃料电池控制方法及燃料电池控制装置

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池控制方法及燃料电池控制装置。获取燃料电池需求输出功率；根据所述燃料电池需求输出功率计算目标进出口压力差值；实时监测燃料电池电堆阴极进出口压力，并计算进出口压力差值；调节空压机工作参数以及背压阀工作参数，使计算出的进出口压力差值与目标进出口压力差值相等。根据燃料电池电堆阴极进口压力及达到所述需求的燃料电池输出功率时，质子交换膜阴极侧需要维持的压力对背压阀进行控制，以使燃料电池电堆阴极压力满足所述燃料电池质子交换膜的压力平衡需求，最终实现燃料电池工作在较佳状态的目的。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池控制方法及燃料电池控制装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为反应原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声，排放出的有害气体污染极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是一种很有发展前途的发电技术。

在众多种类的燃料电池当中，质子交换膜燃料电池采用能传导质子的固态高分子薄膜材料作为电解质。这种电解质具有高功率-质量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。

质子交换膜燃料电池因其能量转化效率高、工作温度低、响应迅速，以及零排放等优点，被视作具备良好发展前景的汽车动力源。在本说明书的后续内容中，如无特别说明，所提及的燃料电池均为质子交换膜燃料电池。

燃料电池发动机在运行时，通过向燃料电池堆源源不断供入燃料和空气产出电能，驱动负载做功。应考虑燃料电池质子交换膜两边的压力平衡，如果质子交换膜两侧的压力差过大容易损坏质子交换膜。因此，如何有效控制燃料电池的压力是提升燃料电池系统效率和可靠性的一个关键问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种能有效控制燃料电池空气流量及压力的燃料电池控制方法及燃料电池控制装置。

本发明一种燃料电池控制方法，其技术方案为：

获取燃料电池需求输出功率；

根据所述燃料电池需求输出功率计算目标进出口压力差值；

实时监测燃料电池电堆阴极进出口压力，并计算进出口压力差值；

调节空压机工作参数以及背压阀工作参数，使计算出的进出口压力差值与目标进出口压力差值相等。

较为优选的，所述调节空压机工作参数包括调节空压机的转速。

较为优选的，所述调节背压阀工作参数包括调节背压阀的开度和开度时长。

较为优选的，还包括空气流量调节，所述空气流量调节包括：

根据所述燃料电池需求输出功率计算目标空气流量；

调节空压机转速，使其满足目标空气流量。

本方案一种燃料电池控制装置，其技术方案为，包括：

输出功率获取模块，用于获取燃料电池需求输出功率；

阴极进出口压力差值获取模块，用于实时监测燃料电池电堆阴极进出口压力，并计算进出口压力差值；

空气流量及目标压差计算模块，用于根据所述燃料电池需求输出功率计算目标空气流量和目标进出口压力差值；

空压机控制模块，用于调节空压机工作参数，使燃料电池电堆阴极进口压力值改变；