[发明专利]燃料电池模块及其腔室吹扫控制方法

说明书

本发明涉及新能源技术领域，提供了一种燃料电池模块及其腔室吹扫控制方法，该燃料电池模块的腔室吹扫控制方法包括：实时监测密封腔室内的氢气浓度值和湿度值、以及吹扫气体的湿度值；其中，密封腔室为燃料电池模块的壳体与置于壳体内的电堆之间的区域，壳体上设置有与密封腔室连通的进气通道和排气通道；若氢气浓度值大于预设阈值，则将进气通道和排气通道开启；若氢气浓度值小于或等于预设阈值，则根据密封腔室内的湿度值和吹扫气体的湿度值，设置进气通道和排气通道的开闭状态。本发明通过上述腔室吹扫控制方法，可以精确地控制密封腔室的吹扫时机，从而降低吹扫气体的功耗，并保证燃料电池模块的绝缘性能。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种燃料电池模块及其腔室吹扫控制方法。

背景技术

燃料电池模块中的电堆因材料、结构、工艺等限制因素，可能会存在一定的燃料（一般为氢气）渗漏。因此，相关标准中要求带封装的燃料电池模块具有进风口和出风口，使用惰性气体或空气对模块的密封腔室进行吹扫，以排除模块腔室中可能累积的氢气。

由于不同厂家电堆制作水平和工艺的不同，加之电堆随着使用时间的延长氢气的泄漏量有增加的趋势，模块内部氢气的聚集速度或浓度变化会随着电堆的不同或同一电堆运行时间的不同而有很大的不同，使得定流量或定压力吹扫密封腔室的策略难以满足要求，为此，人们不得不采用尽量大的流量来进行吹扫，导致提供吹扫气体的装置如空压机的功耗无谓增加，而空压机的功耗在燃料电池的辅助功耗中又占比较高，降低了燃料电池的发电效率。

此外，对于车用燃料电池模块，为安全起见，其电输出正极及负极分别与模块壳体上任何一点（包括反应气进出管接头、冷却液进出管接头）的绝缘电阻一般要求达到500Ω/V；如果该模块的绝缘电阻在燃料电池运行过程中出现低于该值的情况，那么燃料电池系统将自动停机。电堆中湿度较高的反应气体（如氢气和空气）的轻微泄露，或冷却液（如水或水溶液）的微渗，都会逐渐增加模块壳体中气体（一般以空气为主）的湿度，高湿度气体或液滴会影响绝缘性能，使得燃料电池模块的绝缘电阻大幅降低，导致燃料电池系统突然停机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池模块及其腔室吹扫控制方法，以解决现有燃料电池模块吹扫功耗高、绝缘电阻下降的技术问题。

第一个方面，本发明实施例提供了一种燃料电池模块的腔室吹扫控制方法，包括：

获取密封腔室内的氢气浓度值和湿度值、以及吹扫气体的湿度值；其中，所述密封腔室为所述燃料电池模块的壳体与置于所述壳体内的电堆之间的区域，所述壳体上设置有与所述密封腔室连通的进气通道和排气通道，所述进气通道用于与产生所述吹扫气体的外部气源连通；

若所述氢气浓度值大于预设阈值，则将所述进气通道和所述排气通道设置为开启状态；

若所述氢气浓度值小于或等于预设阈值，则判断所述密封腔室内的湿度值是否超标；

若所述密封腔室内的湿度值正常，则将所述进气通道和所述排气通道设置为关闭状态；

若所述密封腔室内的湿度值超标，则根据所述吹扫气体的湿度值，将所述进气通道和所述排气通道设置为开启状态或者关闭状态。可选地，若所述密封腔室内的湿度值超标，则根据所述密封腔室内的湿度值，将所述进气通道和所述排气通道设置为开启状态或者关闭状态，包括：

若所述密封腔室内的湿度值超标，则判断所述吹扫气体的湿度值是否超标；

若所述吹扫气体的湿度值正常，则将所述进气通道和所述排气通道设置为开启状态；

若所述吹扫气体的湿度值超标，则将所述进气通道和所述排气通道设置为关闭状态。

可选地，若所述吹扫气体的湿度值正常，则将所述进气通道和所述排气通道设置为开启状态之后，包括：

请求上位机增加吹扫气体的流量。