[发明专利]在线监控和恢复燃料电池水状态的系统及方法

权利要求书

1.一种在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于，它包括诊断分析单元(2)和燃料电池控制器(3)，其中，所述诊断分析单元(2)用于计算电堆工作电流下的单电池电压标准方差stdevV，并将该单电池电压标准方差stdevV与单电池电压标准方差参考值stdevV_ref进行比较；

诊断分析单元(2)还用于计算电堆工作电流下的单电池平均电压AverV，并将该单电池平均电压AverV与单电池平均电压参考值AverV_ref进行比较；

诊断分析单元(2)还用于在t时刻增加空气流量ΔQ_air和排氢量ΔQ_hydrogen，并持续Δt时间，比较t-Δt时间内的|ΔV₁/ΔI₁|和t+Δt时间内的|ΔV₂/ΔI₂|，ΔV₁表示t-Δt时间内燃料电池堆单电池的电压变化量，ΔI₁表示t-Δt时间内燃料电池堆的工作电流变化量，ΔV₂表示t+Δt时间内燃料电池堆单电池的电压变化量，ΔI₂表示t+Δt时间内燃料电池堆的工作电流变化量；

所述燃料电池控制器(3)用于根据诊断分析单元(2)的以上比较结果进行对应的燃料电池水状态控制。

2.根据权利要求1所述的在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于：它还包括数据采集单元(1)，所述数据采集单元(1)用于实时采集燃料电池堆单电池的电压和燃料电池堆工作电流。

3.根据权利要求2所述的在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于：所述诊断分析单元(2)用于根据数据采集单元(1)得到的燃料电池堆单电池的电压和燃料电池堆工作电流计算电堆工作电流下的单电池电压标准方差stdevV；诊断分析单元(2)用于根据数据采集单元(1)得到的燃料电池堆单电池的电压和燃料电池堆工作电流计算电堆工作电流下的单电池平均电压AverV。

4.根据权利要求2所述的在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于：所述诊断分析单元(2)用于根据数据采集单元(1)得到的燃料电池堆单电池的电压和燃料电池堆工作电流计算t-Δt时间内燃料电池堆单电池的电压变化量ΔV₁，t-Δt时间内燃料电池堆的工作电流变化量ΔI₁，t+Δt时间内燃料电池堆单电池的电压变化量ΔV₂，t+Δt时间内燃料电池堆的工作电流变化量ΔI₂。

5.根据权利要求1所述的在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于：如果stdevV＜stdevV_ref且AverV＞AverV_ref，诊断分析单元(2)判断为此时燃料电池水状态正常。

6.根据权利要求1所述的在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于：如果stdevV＞stdevV_ref且AverV＜AverV_ref且|ΔV₂/ΔI₂|＞|ΔV₁/ΔI₁|，诊断分析单元(2)判断为燃料电池质子交换膜干燥，此时，燃料电池控制器(3)控制增湿系统提高空气湿度，并控制排氢阀减少排氢量。

7.根据权利要求1所述的在线监控和恢复燃料电池水状态的系统，其特征在于：如果stdevV＞stdevV_ref且Aver V＜AverV_ref且|ΔV₂/ΔI₂|＜|ΔV₁/ΔI₁|，诊断分析单元(2)判断为燃料电池水淹，燃料电池控制器(3)控制空压机增加空气供应流量，并控制氢气循环泵提高氢气流速，同时控制排氢阀增加排氢量。