氢能专利库

本申请提供了一种燃料电池、密封单元和燃料电池装置，涉及燃料电池技术领域，燃料电池包括层叠的电池单元和位于相邻电池单元之间的密封单元，密封单元包括第一密封部，设置于相邻两个电池单元中的一个上，与另一个抵接，形成第一中空区域。第一密封部包括第一主体结构，其沿环绕第一中空区域的方向延伸形成第一密封部。第一主体结构包括沿第一方向位于其最高处两侧的第一部分和第二部分，第一部分更靠近第一中空区域，且第一部分和第二部分的侧壁与第二方向的夹角不相等，第一方向平行于燃料电池所在平面，第二方向垂直于燃料电池所在平面，即第一主体结构为非对称结构，且朝向第一部分或第二部分倾斜，可以增强第一密封部的密封能力。

本申请公开了一种燃料电池的寿命预测方法、装置、电子设备和存储介质，该方法和装置应用于电子设备，用于在车用工况下对燃料电池的真实寿命进行预测，具体为采集燃料电池的多个运行参数；利用燃料电池衰减模型对多个运行参数和多个预设时刻进行处理，得到每个预设时刻对应的仿真窜漏量；将每个仿真窜漏量与预设的失效阈值进行对比，将与大于或等于失效阈值的仿真窜漏量对应的预设时刻确定为失效时刻；基于当前时刻和失效时刻确定燃料电池的剩余使用寿命。本方案利用预先搭建的燃料电池衰减模型对燃料电池当前的多个运行参数进行处理，得到燃料电池在车用工况下衰减模式作用下的气体窜漏量，最终实现根据气体窜漏量预测燃料电池剩余使用寿命的目的，从而实现应用于车用工况下燃料电池的真实寿命评价。

本申请公开了一种双极板结构及燃料电池，涉及燃料电池技术领域，包括阴极板、阳极板和支撑柱；阴极板在第一方向延伸，且阴极板包括多个沿第一方向延伸的空气流道；阳极板在第一方向延伸，且阳极板包括多个沿第一方向延伸的氢气流道；支撑柱为多个，且各个支撑柱间隔支撑于阴极板与阳极板之间，以在阴极板与阳极板之间形成散热通道。本申请提供的双极板结构，通过在阴极板与阳极板之间设置多个支撑柱，以替代传统的散热片，可增大散热空间，提高散热效率，同时可减小双极板结构的重量，以降低电堆重量，从而可降低电堆的功重比，提高电堆的适用性。

本申请提供了一种燃料电池膜电极的梯次利用方法，涉及燃料电池技术领域，包括：进行第一次测试，获取第一测试数据，第一测试数据包括待测电堆中各膜电极的气密性测试数据和性能测试数据，基于气密性测试数据得到第一集合，基于性能测试数据得到第二集合，第一集合和第二集合中的膜电极为风险膜电极，将风险膜电极拆卸，替换为全新膜电极，形成第一再次利用电堆。获取第二测试数据，第二测试数据包括风险膜电极的气密性测试数据和性能测试数据，至少基于第二测试数据，获取风险膜电极的健康状态指标，基于目标应用场景对于风险膜电极的健康状态指标的要求，以及风险膜电极的健康状态指标，选取对应的风险膜电极进行装配，形成第二再次利用电堆。

本申请公开了一种控制燃料电池系统效率的方法，包括：获取影响因子的取值序列，取值序列中多种取值按照提升燃料电池系统的效率的程度顺序排列；执行效率提升策略，效率提升策略用于按照取值序列中的顺序将影响因子的取值调整为取值序列中的不同取值；在执行效率提升策略的过程中，计算燃料电池系统的稳定系数；如果稳定系数不满足第一数值范围，确定取值序列中的第一取值并且停止执行效率提升策略，在燃料电池系统保持稳定的情况下第一取值对应的燃料电池系统的效率大于或等于取值序列中任一取值对应的燃料电池系统的效率。如此，保障燃料电池系统的稳定性，在燃料电池系统稳定的情况下尽量提高系统的效率，避免提高效率导致系统的性能被影响。

本申请提供了一种燃料电池单元、系统及相关设备。其中，燃料电池单元包括燃料电池、物质交互模块、散热模块和控制器。燃料电池单元用于将燃料的化学能转换为电能。物质交互模块用于与外界交互燃料电池发电过程中的燃料和副产物。散热模块用于通过散热介质对燃料电池进行散热。控制器包括预设的信号输入接口。通过信号输入接口，控制器可以获取到上位控制信号和传感器信号，并根据上位控制信号和传感器信号控制燃料电池、物质交换模块和散热模块。其中，上位控制信号来自燃料电池的上位控制器。这样，通过集成的燃料电池单元，可以适配不同的应用场景，具有较强的通用性，降低了开发难度。

本发明提供了一种燃料电池系统能量转化效率的检测装置及方法，通过数据采集控制模块基于采集到的氢耗流量参数实时控制所述电磁阀的工作状态，以控制所述第一流量计处于氢耗测量状态或控制所述第二流量计处于氢耗测量状态，保证在不同的氢耗流量下采用对应量程的流量计进行氢耗测量，进而保证氢耗测量的精确性，再配合功率检测模块所获取的目标组件的电压参数和电流参数，即可高精度的实时检测全工况的能量转化效率。

本发明公开了一种燃料电池电堆装置及燃料电池系统，包括：封装壳体，封装壳体上设置有至少两个推拉槽；电堆模块，设置于推拉槽内，并与封装壳体可拆卸连接，封装壳体上设置有伸入推拉槽内，并抵接于电堆模块上的限位件。本发明在封装壳体内设置有多个电堆模块，以构成大功率电堆。而且各个电堆模块是相互独立的，可以与现有的电堆共线生产，无需为大功率电堆设置新产线，降低了设备采购和改造费用。电堆模块可通过推拉槽的开口直接推入推拉槽内完成安装，需要维修时，可将对应的电堆模块抽出推拉槽，在封装壳体外部进行维修，维修更加方便。通过限位件抵接在电堆模块上，提高了电堆模块在封装壳体内的稳定性，能够满足耐振动和冲击要求。

本发明公开的燃料电池电堆绝缘结构包括封装和第一端板，封装作为电堆壳体，电芯用于设置于封装内，第一端板用于设置于封装的开口端，作为封口端盖的同时实现电芯在封装开口端的绝缘。该燃料电池电堆结构还包括用于设置于封装和第一端板之间的间隔板，间隔板包括支撑本体和绝缘密封层。其中，支撑本体为类环状结构，用于被压紧于封装和第一端板之间，并与封装和第一端板连接；绝缘密封层设置于支撑本体的表面，且位于支撑本体内圈表面的绝缘密封层上设置有绝缘部，绝缘部为结构凸起、结构凹坑或两者共同设置，用于通过增加爬电距离来提升绝缘性能，且该绝缘部还可以起到阻断连续水膜形成的作用，进一步保证绝缘效果。

本申请提供一种燃料电池阳极循环系统组分分析方法及装置，该方法包括：获取测点的气体数据、气体成分和液态水图像；其中，气体数据包括流量数据、压力数据、温度数据和湿度数据中任意一项或多项；根据气体成分计算气体数据，得到测点中气体的体积占比，并分析液态水图像，获得液态水的大小、数量和流速数据。本方案研究分析了燃料电池系统内部的气体成分变化和液态水形态分布，实现了阳极循环透明化，为阳极循环水热管理精细化控制和提高燃料电池寿命提供了数据支撑。不仅如此，该装置还可以对阳极回路单一部件或多部件组合进行性能测试，提高了燃料电池的耐久可靠性。

本申请提供了一种燃料电池堆内膜电极组装力确定方法及系统，包括：响应于第一组装力作用于第一电堆，获取不同的组装力和第一压力测试数据的关系，作为第一关系；并获取不同的组装力和燃料电池堆在线性能的关系，作为第二关系；响应于第二组装力作用于第二电堆，获取不同的组装力和第二压力测试数据关系的关系，作为第三关系；基于所述第一关系、第二关系和第三关系，得到目标组装力数值。这样，通过对电堆的压力进行直接测试，建立组装力和电堆性能的多重对应关系，综合压力测试和性能的表现情况，进行适用组装力的确定，易于实现，不容易受到温度影响，可以得到准确且合适的组装力；同时，可以提高密封材料设计的匹配性。

本发明公开了一种氢燃料电池系统的电堆出口环境模拟装置，包括：气体通道，用于向膨胀机输入压力、温度和/或湿度不同的气体；高压射频流道，用于向膨胀机输入温度、PH值和/或粒径大小不同的液体；气体通道的输出端和高压射频流道的输出端连通，并用于与膨胀机的入口连通；控制器，用于调节气体通道的输出的气体的压力、温度和/或湿度，以及调节高压射频流道的输出的液体的温度、PH值和/或粒径大小。该氢燃料电池系统的电堆出口环境模拟装置，可模拟电堆出口处的蒸汽的温度和湿度不同的情况，以及液体的温度、PH值和粒径不同的情况，因此，模拟的可变参数多，可更加真实的模拟电堆出口处的环境，有利于保证膨胀机隔离测试的检测的准确性。

本公开提供的一种燃料电池的电堆组装力优化方法及相关设备，分别将各待测电堆组装力及其对应的目标电堆参数输入至预先训练好的电堆性能预测模型中，获得与各待测电堆组装力分别对应的电堆单体平均电压；对各电堆单体平均电压进行数值比较，在多个待测电堆组装力中确定目标电堆组装力；基于仿真计算，确定目标压机设备在目标电堆组装力下对应的电堆压紧力；控制目标压机设备使用电堆压紧力对燃料电池进行电堆压装。本公开通过电堆性能预测模型建立电堆组装力及其电堆参数与电堆单体平均电压的关系，可以高效预测不同电堆组装力下的电堆性能，有助于选取最优电堆组装力设置电堆压装过程中的电堆压紧力，进而有效优化燃料电池的电堆效率和耐久性。

本申请公开了一种燃料电池汽车输出功率控制方法和装置，获取燃料电池汽车动力系统所有时刻的功率数据和荷电状态数据；根据所述功率数据和荷电状态数据，获得目标调整周期对应的权重参数；根据所述权重参数以及所述功率数据和荷电状态数据，获得满足当前目标成本条件的燃料电池目标功率，控制燃料电池系统输出所述目标功率。本申请能够在实时控制燃料电池功率的同时，还兼顾燃料电池的经济性，使得燃料电池汽车的性价比得到提升。

本申请公开了一种燃料电池电堆寿命预测方法、系统及电子设备，通过训练材料衰减模型及性能仿真模型，能够模拟电堆实际运行过程中宏观性能和内部特性的动态更新，从而基于材料衰减模型及性能仿真模型实现对材料/结构和电堆性能衰减的同时预测，相比较传统的寿命预测模型，具有更高的精度和适用性。

本发明公开了一种燃料电池热管理系统、燃料电池和车辆。该燃料电池热管理系统包括空压机机组，空压机机组包括压缩机和膨胀机；集成式换热器，集成式换热器的内腔包括热侧气流通道和冷侧气流通道，热侧气流通道的两端分别为热侧气体入口和热侧气体出口，冷侧气流通道的两端分别为冷侧气体入口和冷侧气体出口；以及电堆；热侧气体入口和压缩机的出口连通，热侧气体出口和电堆的阴极入口连通，冷侧气体入口和电堆的阴极出口连通，冷侧气体出口和膨胀机的入口连通。经过压缩机升温后的高温空气经过集成换热器时与电堆的阴极出口气体进行热交换，同时电堆的阴极出口的气体经过热交换而温度升高，提升进入膨胀机的气体内能，从而提升热能利用率。

本申请公开了一种车用燃料电池的优化控制方法、装置、电子设备和介质，该方法和装置应用于电子设备，具体为基于对车用燃料电池的动态运行参数和初始性能参数进行计算，得到性能偏差值；对性能偏差值进行修正处理，得到第一控制目标值；基于动态运行参数和第一控制目标值进行计算，得到累积偏差值；对累积偏差值进行计算，得到目标操作条件；基于目标操作条件对车用燃料电池进行控制。通过上述方案，在实际控制中充分考虑工况波动、弛豫过程以及性能衰减等实际情况，使其中的操作条件满足车用燃料电池的实际运行需求，从而使得车用燃料电池能够保持最优运行状态。

本申请提供了一种燃料电池电堆测试控制方法、装置和电子设备，包括：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。本方案中，基于燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择与该当前所处的测试阶段对应的控制策略，基于选择的控制策略控制该燃料电池电堆的气体满足该测试阶段对应的约定条件，针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试，保证了测试的准确度。

本申请公开了一种燃料电池电堆，包括端板和位于端板外侧的外围结构件，端板和外围结构件之间具有沿电堆堆叠方向的相互作用力以提供电堆组装力，外围结构件和端板之间设置有防松结构，端板和外围结构件之间的相互作用力的至少一部分经由防松结构传递，且防松结构在预设低温区间内满足热缩冷胀条件，以减小电堆组装力在预设低温区间内随温度下降而发生的力值下降幅度。本申请提供的燃料电池电堆可在低温环境下保持良好的组装力，有效地降低了低温环境时的密封泄露风险。

本发明公开了一种燃料电池集成系统，包括基准壳体，基准壳体由自上而下依次布置的上盒体与下盒体对位连接而成，上盒体的顶部开合设置有顶盖，上盒体的内腔中设置有电堆组件，下盒体的内腔中设置有集成控制器组件；基准壳体的底部设置有空压机、水泵、换热器、中冷器、旁路阀、泄流阀，集成控制器组件的冷却管路与空压机的冷却管路为一体式结构；基准壳体的侧部设置有引射器、氢气比例阀、节温器、阳极分水器、排氢阀、空气背压阀、阴极分水器、空气进气阀。该燃料电池集成系统的整体结构布局较好，组件结构集成度较高。本发明还公开了一种应用上述燃料电池集成系统的车辆。