[发明专利]燃料电池短路的诊断方法、系统、设备及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种燃料电池短路的诊断方法，包括：连续采集燃料电池的最低单体电压信号；根据最低单体电压信号，计算预先标定的时间周期内的单体电压变化速率；判断单体电压周期内变化速率是否大于预先标定的最低单体电压的最大变化速率，判断为是时，则燃料电池电堆短路，并判断短路类型，判断为否时，则重新根据最低单体电压信号，计算预先标定的时间周期内的单体电压变化速率。本发明还公开了一种燃料电池短路的诊断系统、计算机设备及计算机可读存储介质。采用本发明，能利用燃料电池系统内已有的零部件，实时判断燃料电池是否发生短路。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池短路的诊断方法、燃料电池短路的诊断系统、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。

在实际工程应用中(如车用燃料电池)，燃料电池作为电气高压件，因此在燃料电池运行过程中需要实现对整个电堆实时的准确诊断短路；同时，由于燃料电池电堆是由一系列燃料电池单体串联而成的，不论是燃料电池单电池的短路还是燃料电池整堆的短路，一方面都会对电堆造成不可逆的损坏，另一方面还可能对正在使用燃料电池的操作人员造成伤害。因此，在对燃料电池整堆进行短路监测的同时，还要对每一路单体电池进行短路诊断。

目前，对燃料电池的短路检测方法为：将两块导电平板分别与直流电源联接，在连接线路上串联一个电阻表。检测时将被检测膜电极夹在两块导电平板之间，向膜电极施加微小恒定电流，记录电阻表上的电阻值随时间的变化；如果电阻值随时间延长不断增大，则此片被测膜电极没有短路；如果电阻值恒定，不随时间变化，则该片被测膜电极存在短路点。

但是，该方法主要应用对象是燃料电池的核心组件之一质子交换膜，尽管质子交换膜作为燃料电池的重要组件之一，但是燃料电池本身还包括其它的组件，如气体扩散层和双极板等，因此单一的对质子交换膜进行短路诊断，只适用该零部件，而不适用于真正工程应用中的燃料电池单电池及燃料电池电堆。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种燃料电池短路的诊断方法、燃料电池短路的诊断系统、计算机设备及计算机可读存储介质，可实时判断燃料电池是否发生短路。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种燃料电池短路的诊断方法，包括：连续采集燃料电池的最低单体电压信号；根据所述最低单体电压信号，计算预先标定的时间周期内的单体电压变化速率；判断所述单体电压周期内变化速率是否大于预先标定的最低单体电压的最大变化速率，判断为是时，则燃料电池电堆短路，并判断短路类型，判断为否时，则重新根据所述最低单体电压信号，计算预先标定的时间周期内的单体电压变化速率。

作为上述方案的改进，所述燃料电池短路的诊断方法还包括：连续采集燃料电池的DC-DC输入电流；记录预先标定的时间周期内所述DC-DC输入电流的电流最大值；判断短路类型时，将所述电流最大值与预先标定的最大操作电流进行比对，判断所述电流最大值是否小于最大操作电流，判断为是时，则燃料电池电堆内部短路，判断为否时，则燃料电池电堆外部短路。

作为上述方案的改进，所述燃料电池短路的诊断方法还包括：连续采集燃料电池的DC-DC输入电压信号；根据所述DC-DC输入电压信号计算电堆平均单体电压信号；判断短路类型时，将所述电堆平均单体电压信号与预先标定的最低平均电压进行比对，判断所述电堆平均单体电压信号是否大于最低平均电压，所述电堆平均单体电压信号为DC-DC输入电压信号与燃料电池电堆的总电池片数之商，判断为是时，则燃料电池电堆内部短路，判断为否时，则燃料电池电堆外部短路。