[发明专利]一种燃料电池增湿器泄漏的检测控制装置及其方法

权利要求书

1.一种燃料电池增湿器泄漏的检测控制装置，其特征在于，包括流量计、空压机、进气节气门、排气节气门、电堆和控制器；其中，

外部空气依次经流量计、空压机、进气节气门、待测增湿器通入电堆的进气口内；电堆的排气口排出的气体依次经待测增湿器、排气节气门输出至整车外部；控制器的输入端与流量计的输出端连接，控制器的输出端分别与空压机、进气节气门、排气节气门、电堆的控制端连接；

控制器，用于接收到用户发出的增湿器检测指令后，先对电堆执行关机吹扫，监测吹扫过程中电堆的实时高频阻抗，直到所述高频阻抗大于等于预设阈值时，获取流量计处于目标流量时电堆的进气口和出气口的气压差，判断待测增湿器是否泄漏，如果泄漏，根据所述气压差修正目标流量，将修正后的目标流量作为电堆正常供电时流量计的工作指标；所述预设阈值为事先标定的电堆内不存在液态水的阻抗下限；所述目标流量为电堆正常供电时的入堆气体流量；

控制器执行如下程序完成所述根据所述气压差修正目标流量的功能：

将所述气压差输入预先设置的流量-压差模型获得修正后的目标流量M_f，其中，所述流量-压差模型为

M_f＝[(1+c₂/c₁)M₁³]/[c₁²ΔP k(R)]

式中，M₁为修正前的目标流量，c₁、c₂为分别为事先标定的阻力系数，R为当前时刻的高频阻抗，k(R)为与高频阻抗R相关的函数，ΔP为电堆的进气口和出气口的气压差。

2.根据权利要求1所述的燃料电池增湿器泄漏的检测控制装置，其特征在于，所述控制器包括：

数据采集单元，用于获取电堆的实时高频阻抗、电堆的进气口和出气口各自的气压，发送至数据处理与控制单元；

数据处理与控制单元，用于接收到用户发出的增湿器检测指令后，启动空压机、进气节气门、排气节气门，对电堆执行关机吹扫，监测吹扫过程中电堆的实时高频阻抗，直到所述高频阻抗大于等于预设阈值时停止上述吹扫，并对电堆进行通气，获取流量计处于目标流量时电堆的进气口和出气口的气压差，判断待测增湿器是否泄漏，如果泄漏，根据所述气压差修正目标流量，将修正后的目标流量作为电堆正常供电时流量计的工作指标，关闭空压机、进气节气门、排气节气门。

3.根据权利要求2所述的燃料电池增湿器泄漏的检测控制装置，其特征在于，所述数据采集单元进一步包括：

压力传感器一，设置于空压机输出端处管道内壁上，用于检测空压机输出气体的实时压力；

压力传感器二，设置于电堆的进气口处管道内部上，用于检测入堆空气的实时压力；

压力传感器三，设置于电堆的出气口处管道内壁上，用于检测出堆空气的实时压力；

阻抗测定装置，与电堆的供电端连接，用于采集电堆的实时高频阻抗。

4.根据权利要求3所述的燃料电池增湿器泄漏的检测控制装置，其特征在于，所述数据处理与控制单元执行如下程序；

接收到用户发出的增湿器检测指令后，对电堆执行关机，依次启动空压机、进气节气门、排气节气门，对关机后的电堆执行吹扫；

定时监测吹扫过程中电堆的实时高频阻抗，将每次的所述实时高频阻抗与预设阈值进行比较，如果所述高频阻抗大于等于预设阈值，停止上述吹扫，否则，继续上述吹扫及监测，直到所述高频阻抗大于等于预设阈值时停止上述吹扫；

获取流量计处于目标流量时压力传感器二和压力传感器三所测压力的差值，作为电堆的进气口和出气口的气压差；

将所述气压差与上述目标流量对应的电堆出厂压差阈值比较判断待测增湿器是否泄漏；如果所述气压差小于电堆出厂压差阈值，判定出现泄漏，将所述气压差输入预先设置的流量-压差模型获得修正后的目标流量，将修正后的目标流量作为电堆正常供电时流量计的工作指标；否则，判定未出现泄漏，维持所述目标流量不变，完成待测增湿器泄漏的检测控制。