[发明专利]一种燃料电池加速启停耐久试验方法和装置

说明书

本发明提供一种燃料电池加速启停耐久试验方法和装置，使供气管路通过控制装置向阴极通入空气，同时周期性地向阳极通入空气，若单片电池的最大电压大于目标电压，则继续向电堆阴极通入空气。本发明可在不损害电池寿命的前提下使电堆快速达到可开启启停试验的工况，使得启停工况对电池寿命的影响可以得到单独评价。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池加速启停耐久试验方法和装置。

背景技术

车载燃料电池会频繁地经历各种不同工况，如启停工况、变载工况、怠速工况以及高负荷工况等。在所有的动态工况中，启动和停机工况对质子交换膜燃料电池系统的耐久性是一个非常大的考验。因为在启动和停机工况中，车载燃料电池会产生高电位，使得催化剂载体碳材料发生氧化腐蚀，从而导致燃料电池系统的寿命减少。

想要探究启停工况对电池寿命的影响，就需要进行启停试验。启停试验包括模拟车辆长期停机后的启动对燃料电池寿命的影响测试，要求在电池阴极和阳极都充满空气时启动，而想要达到这种状态，需要将运行中的燃料电池系统停机数十小时，这导致整个试验周期长、成本高。

目前，燃料电池行业中使用的综合工况下车用燃料电池电堆的耐久试验，不便于区分各种工况对燃料电池部件的影响程度，少数用于进行单纯的启停耐久试验的试验设备也比较复杂，或是具备多条气流通道，或是增设了过多的控制器与传感器，不便于操作，试验结果易受故障因素干扰，又或者试验方法与实际车用燃料电池工况有较大差异，引入了过多与实际工况不符的变量，不能合理地体现车用燃料电池在启停工况下的衰减速率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加速启停耐久试验的方法和装置，在不引入惰性气体的情况下使用空气分别对阳极和阴极进行吹扫，以在不损害电池寿命(即不产生高电位)的前提下使电堆快速达到可开启启停试验的工况，使得可以单纯评价启停工况对电池寿命的影响。

本发明提供一种燃料电池加速启停耐久试验方法，包括以下步骤：

周期性地向电堆阳极通入空气；

向电堆阴极通入空气，并在通入空气后检测单片电池的最大电压；

若单片电池的最大电压高于目标电压，则继续向电堆阴极通入空气。

可选地，在向电堆阳极和电堆阴极通入空气之前，还包括：

使燃料电池系统降至怠速功率，然后停机。

可选地，使燃料电池系统降至怠速功率，然后停机的步骤包括：

对于停机状态的燃料电池系统，先启动，以设定变载速率使电堆变载至第一运行功率；

持续运行第一运行时间后，以设定变载速率变载至怠速功率；

停机。

可选地，使燃料电池系统降至怠速功率，然后停机的步骤包括：

对于非停机状态的燃料电池系统，以设定变载速率使电堆变载至怠速功率；

停机。

可选地，所述设定变载速率为1Kw/s-5Kw/s，所述第一运行功率为电堆额定功率的60％-70％，所述第一运行时间为180s-500s。

可选地，周期性地向电堆阳极通入空气的步骤包括：

周期性地打开和关闭与电堆阳极相连的排氢阀；

达到设定次数后停止操作。

可选地，排氢阀开启时间为0.3s-3s，开启间隔时间为10s-200s，开启次数为8-20次。

可选地，向电堆阴极通入空气，并在通入空气后检测单片电池的最大电压的步骤包括：