[发明专利]燃料电池排氢阀冰堵故障检测方法、装置、系统及燃料电池

说明书

本发明公开一种燃料电池排氢阀冰堵故障检测方法、装置、系统及燃料电池，涉及燃料电池技术领域，所述方法包括控制排氢阀开启；获取电堆氢压力值，在排氢阀开启第一时间段后的任一一个时刻，比较第一时间段两端电堆氢压力差，如果所述第一时间段两端电堆氢压力差大于阈值，则判定排氢阀无冰堵故障，退出检测，否则，控制给电堆补氢，然后返回排氢阀开启；如果所述方法运行的总时间大于第二时间段，判定排氢阀出现冰堵故障，退出检测。本发明提供的方法，能够快速、准确检测排氢阀是否存在冰堵故障。

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排氢阀冰堵故障检测方法、装置、系统及燃料电池。

背景技术

目前的车用燃料电池系统，氢瓶中氢气经过减压阀降压后，由喷射器喷射进入电堆。反应后的剩余氢气及生成物水，经过气水分离器分离后，一部分由氢循环泵重新引入电堆，一部分则直接由排氢阀排出。

尽管汽水分离器能截留大部分液态水，但在排氢阀处，仍不可避免会存在少量液态水或水蒸气。在低温(≤0℃)情形下，这部分水便会结冰，导致排氢阀启动受阻，进而影响燃料电池系统的低温启动性能。

由于排氢阀多为简单的阀门执行机构，缺少故障传感器，一旦发生冰堵则难以检测。针对排氢阀冰堵问题，专利CN203800126U、CN211829049U提供了不同的融冰方案，在低温情形下主动进行融冰。但这两个方案均没有涉及冰堵检测方法，这一方面，造成每次低温启动均执行排氢阀融冰，额外增加功耗；另一方面，融冰时间较长，也增加了燃料电池系统低温启动时间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种燃料电池排氢阀冰堵故障检测方法、装置、系统及燃料电池，能够快速、准确检测排氢阀是否存在冰堵故障。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种燃料电池排氢阀冰堵故障检测方法，所述方法包括：

步骤S101：控制排氢阀开启；

步骤S102：获取电堆氢压力值，在排氢阀开启第一时间段后的任一一个时刻，比较第一时间段两端电堆氢压力差，如果所述第一时间段两端电堆氢压力差大于阈值，则判定排氢阀无冰堵故障，退出检测，否则，执行步骤S103，其中，所述第一时间段两端电堆氢压力差为所述任一一个时刻的电堆氢压力值与之前间隔第一时间段的时刻的电堆氢压力值的差值绝对值；

步骤S103：控制给电堆补氢，然后返回所述步骤S101；

所述方法还包括一个步骤S104：计算所述方法运行的总时间，如果所述总时间大于第二时间段，判定排氢阀出现冰堵故障，退出检测，其中，所述第二时间段为所述第一时间段的三十到四十倍。

进一步地，所述方法启动时，在所述步骤S101前，还包括:

步骤S100：控制排氢阀开启，获取并比较所述大气压力值和电堆氢压力值，若所述大气压力值与电堆氢压力值的差值绝对值大于预设偏移量，执行步骤S101，否则，给电堆补氢，继续执行步骤S100。

进一步地，所述第一时间段和阈值是通过预先试验获得的数值，获取方法如下：

第一步骤：在保证排氢阀无冰堵故障的情况下，给电堆补氢，所述大气压力值与电堆氢压力值的差值绝对值大于预设偏移量；

第二步骤：控制排氢阀开启，采集所述电堆氢压力值；

第三步骤：根据所述电堆氢压力值，获取电堆氢压力值波动范围以及波动持续时间，其中，电堆氢压力值波动范围为最大电堆氢压力值和最小电堆氢压力值的差值，所述电堆氢压力波动持续时间为所述最大电堆氢压力值和最小电堆氢压力值对应的时间间隔。