[发明专利]用于诊断燃料电池系统的阀故障的装置

说明书

一种用于诊断燃料电池系统的阀故障的装置，能够准确且快速地确定燃料电池系统中的集成阀是否异常操作，并防止由集成阀的异常操作引起的问题。

技术领域

本公开涉及一种用于诊断燃料电池系统的阀故障的装置。更具体地，本发明涉及一种用于诊断燃料电池系统的阀故障的装置，其能够确定燃料电池系统中的阀是否发生故障，并防止由阀故障引起的问题。

背景技术

通常，燃料电池堆是一种发电装置，其通过使燃料气体与氧化剂气体发生电化学反应而将燃料的化学能转化为电能。

与燃料电池堆一起安装在车辆上的燃料电池系统除了燃料电池堆之外还包括用于向燃料电池堆供应反应气体的装置。

此外，燃料电池系统循环使用在燃料电池堆中未反应的氢气，并且当再循环的氢气的杂质比率升高时，燃料电池系统将再循环的氢气排放到排气管。此外，燃料电池系统将由于燃料电池堆中氢气和氧气的反应而产生的水储存在集水器中，并且当水位上升到预定水位时将水排放到排气管。在这种情况下，使用水位传感器检测集水器的水位。

在燃料电池系统中，具有排水功能和氢气清除功能的集成阀用于打开或堵塞一个通道，以允许作为燃料电池堆中的反应物的水和再循环的氢气通过该一个通道排出。

集水器的结构被设计成使得当水和氢气共存时，首先排放水，并且当水的排放完成时，开始排放氢气。通过水位传感器确定水是否从集水器中排出。

当集成阀正常操作并且因此氢气的排放完成时，可以估计燃料电池堆的内部氢气浓度增加，或者可以执行氢气压力传感器的大气压力校正。

同时，水位传感器只能检测集水器中水的高度变化。

因此，当集成阀在打开模式下操作时，控制器可以通过水位传感器的信号值的变化来确定水是否实际从集水器中排出。

此外，当在集水器中仅存在水位传感器无法测量的氢气的情况下执行氢气清除时，控制器无法确定氢气是否被实际清除。

因此，当集成阀由于异物、冻结或故障而未打开时，或者当集成阀在氢气清除期间关闭时，不可能知道氢气清除是否实际上正常执行并根据来自控制器的清除命令而完成。

当估计燃料电池堆中的氢气浓度时，由于使用通过水位传感器检测到的无水信息和集成阀打开命令的保持时间来计算氢气清除量，并且估计燃料电池堆中的氢气浓度的增加水平，因此即使当实际上没有执行氢气清除时，也确定燃料电池堆中的氢气浓度是增加的。

在这种情况下，由于即使燃料电池堆中的氢气浓度实际上没有增加，燃料电池堆也是在燃料电池堆中的氢气浓度增加的前提下运行的，因此可能发生由于缺乏氢气而导致的燃料电池堆的输出降低或耐久性下降。

此外，当执行氢气压力传感器的大气压力校正时，在集成阀实际上未操作的情况下，氢气压力传感器的校正未获知适当的值，使得燃料电池堆在正常行驶期间在氢气超压的状态下运行，因此氢气的燃料效率降低。

发明内容

本公开致力于解决与现有技术相关的上述问题。

一方面，本公开提供了一种用于诊断燃料电池系统的阀故障的装置，其能够准确且快速地确定燃料电池系统中的集成阀是否操作异常，以防止由集成阀的操作异常引起的问题。

本公开的目的不限于上述目的，并且本公开的未提及的其他目的可以通过以下描述来理解，并且也将通过本公开的实施例来明显理解。此外，本公开的目的可以通过所附权利要求及其组合中描述的手段来实现。