氢能专利库

本发明公开了一种燃料电池吹扫控制系统及控制方法，包括：电堆；所述电堆设置有空气输送模块、氢气输送模块和温度控制模块；通过所述空气输送模块和所述氢气输送模块向所述电堆内侧进行吹扫，根据所述电堆出口处的水温控制所述空气输送模块、所述氢气输送模块和所述温度控制模块的功率，使控制系统的净输出功率为零；通过温度控制模块对电堆温度进行调节，当温度低于预设的目标值时，在净输出功率为零时提升电堆的温度和空压机的转速，进而进行吹扫，提高了除水效果，加快了吹扫速度。

本发明公开了一种燃料电池发动机功率平衡控制方法及控制系统，包括：电堆接收输入的物料达到发电标准，其中，所述物料包括空气、氢气或水；调节所述物料的输送压力和流量至所述电堆的额定输出功率对应的工况值；启动升压器和负载，所述电堆通过所述升压器对所述负载供电，调节所述负载的功率使所述电堆调节至对应的输出电流；燃料电池控制系统使用外部供电，运行时升压器工作在输出恒压模式；燃料电池工作在额定功率对应的工作点，通过调节负载的功率可以直接提高电堆电流响应速度；使电堆可单独作为电压源为负载供电，不需要配置锂电池等电压源，节省成本。

本发明涉及电堆封装技术领域，具体公开了一种用于燃料电池电堆的封装装置，该装置包括封装壳体、前端板、盲端端板、工装底板、定位靠山、定位柱、弹簧装置以及压头，定位靠山和定位柱能够很好的对堆芯进行固定，且定位靠山采用分段式设计成第一靠山条和第二靠山条，实际操作时通过拆卸来完成封装；整个封装装置采用一体化装堆，能够同时对两个堆芯进行压合并封装，提高了装配效率的同时还保证了封装的精度，定位靠山的分段式设计使得封装过程更灵活，降低了对压头的高要求。

本发明提供了一种燃料电池系统用排水阀故障监测方法及装置，方法包括控制燃料电池系统的电堆拉载至预设电流密度I下发电；在接收到燃料电池系统的分水器上的液位传感器水满信号后，控制排水阀开启以排出所述分水器中的水；在接收到燃料电池系统的氢喷射器占空比提升信号的情况下，关闭所述排水阀并获取所述排水阀本次开启时间T1；根据标定排空时间T0和所述排水阀本次开启时间T1，确定所述排水阀的流量偏离程度M；在所述排水阀的流量偏离程度M大于或等于预设偏离程度m的情况下，确定所述排水阀处于异常状态并生成故障信息。由此可以及时更换排水阀，从而可以防止燃料电池系统在运行过程中出现排水排气的故障，提升了用户友好性。

本发明公开了一种折叠式燃料电池模组制造工艺，包括：通过交叉冲压、焊接和边框贴合形成金属双极板模组；通过制浆、涂覆、封装形成膜电极模组；金属双极板模组和膜电极模组交叉粘接形成单电池模组，经过冲裁工艺形成软连接结构后折叠形成折叠式电堆结构。本发明，通过改进金属单极板和金属双极板模组的制造工艺形成了金属双极板模组结构，将膜电极模组交叉式地贴合至金属双极板模组的两面，最后通过冲裁工艺制备出单电池之间的软连接结构，得到折叠式单电池模组，在电堆堆叠工序中，通过将折叠式单电池模组定向折叠，可以精准快速地完成堆叠过程，且不会对单电池模组造成损伤，提高良品率的同时，整体上有效加快了电堆的制造效率。

本发明提供了一种燃料电池电堆密封结构，其包括：电堆模组，包括壳体和收容于壳体的电堆芯体；电堆歧管，连接于电堆芯体且部分伸出壳体外；进出气结构，在壳体外连接于壳体，且进出气结构设置有第一密封槽和第二密封槽，第一密封槽沿电堆歧管的轴向面向壳体设置，第二密封槽沿电堆歧管的径向位于所述电堆歧管外侧；第一密封件，设置于第一密封槽中，以轴向密封连接进出气结构和壳体；以及第二密封件，设置于第二密封槽中，以径向密封连接进出气结构和电堆歧管。基于轴向密封和径向密封的双向密封结构布局方式，不仅极大地提升了密封效果、还使得密封结构整体布局紧凑、占用体积小、集成度高。

本发明提供了一种燃料电池氢气路增湿换热装置，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术无法精确调控进堆氢气的湿度且换热效率过低的问题。该装置包括第一换热器、第一比例阀、第一引射器、多功能分水装置和储水箱。多功能分水装置包括密封箱体以及箱体内的第二换热器、第三换热器。第一引射器的射流入口依次经第一比例阀、第一换热器的支路一接外部氢源，其引流入口接多功能分水装置的气体输出端，其汇流出口经多功能分水装置内第二换热器的支路一接电堆的氢气进堆口。第三换热器的支路一输入端经第一换热器的支路二接储水箱的出水端，其支路一输出端接储水箱的进水端。储水箱内设置有水雾化器，且储水箱顶部的雾化气出口接电堆的氢气进堆口。

本发明提供了一种燃料电池发动机的在线维护方法及系统，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术维护成本过高、用户体验不佳的问题。该方法包括：在燃料电池发动机制备阶段，对于每一可在线更换的发动机维保件，分别布设传感装置并配备备用件；在燃料电池发动机启动或运行时，通过传感装置监测燃料电池发动机中相应发动机维保件的实时状态；根据每一发动机维保件的实时状态，确定该发动机维保件对于燃料电池发动机的影响程度，进而确定总发动机报警等级；控制燃料电池发动机调整至与所述总发动机报警等级匹配的发动机状态后，将影响程度超过设定值的发动机维保件均替换相应的备用件，以使燃料电池发动机支持整车运行至目标服务站。

本发明提供了一种燃料电池空气路增湿冷却控制装置，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术入堆空气湿度控制范围及精度受限的问题。该装置包括储水箱、雾化器、进气换热器、排气换热器、温度调控设备、液位传感器、第一温度传感器、第一三通阀、中冷器。雾化器安装于储水箱的顶部内壁上，其供水端采用竖直向下直接插入储水箱内设定水位线以下水域中的吸水棒。进气换热器、排气换热器均采用气液换热型换热器，其支路二的液体来自储水箱内的水域。进气换热器的支路一上雾化器正下方位置上设有用于接收雾化器生成雾化产物的开口接收部件。该装置可实现废热的再利用，更加节能，可实现空气增湿和冷却效果的精确控制，集成度高，体积小。

本发明提供了一种大功率集成式燃料电池发动机，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术发动机集成度难以满足其商务车应用需求的问题。该装置包括电堆模块、电气模块、氢气系统模块、空气系统模块、冷却系统模块和进排气模块。电堆的侧面设置有悬置系统。电气模块安装于电堆模块的上盖板上。氢气系统模块安装于电堆模块的前端板上。空气系统模块安装于电堆模块的后端板上。冷却系统模块安装于电堆模块的底板靠近前端板处。电气模块包括DC箱体以及集成于DC箱体内的发动机电气组件。DC箱体内布置有冷却液流道。进排气模块包括歧管分配装置、尾排汇流管。歧管分配装置用于实现冷却液、氢气及空气的平均分配，保证电堆模块内所有单堆性能一致。

本发明公开了一种基于电化学压力阻抗谱的燃料电池系统氢气渗透量监测方法，包括如下步骤：S1、燃料电池系统工作阶段，将燃料电池系统的氢气压力调节至设定参数获得正弦氢气压力扰动；S2、监测燃料电池堆的开路电压，并采集氢气压力信号；S3、对监测的开路电压和氢气压力信号进行傅里叶变换；S4、计算电化学压力阻抗，通过阻抗大小表征气体渗透量；S5、重复步骤S2‑S4，实现对燃料电池堆气体渗透量的实时监测，本发明采用电化学压力阻抗谱技术，通过施加一定频率、一定振幅的正弦氢气压力扰动，来监测开路电压的变化，从而实现对燃料电池系统质子交换膜的氢气渗透量的实时监测。

本发明公开了一种燃料电池堆膜电极膜失效判断方法，步骤包括接收启动指令，燃料电池系统完成正常启动；接收怠速指令，燃料电池系统由正常功率输出切换至怠速状态；燃料电池系统在初始进入怠速状态，获取每片燃料电池的单片电压U1；燃料电池系统维持怠速运行状态在预设时间后，再次获取当前状态下每片燃料电池的单片电压U2；计算单片电压差值ΔU，若ΔU大于预设阈值，则判断该片燃料电池出行膜失效。本发明通过根据燃料电池系统在刚进入怠速状态时燃料电池电堆中的单片电压和系统在保持怠速状态一定时间后的燃料电池电堆的单片电压的差值来判断膜是否失效，以辅助对燃料电池进行检修，防止膜失效对燃料电池造成永久性且不可逆的性能损失。

本发明提供了一种燃料电池吹扫方法及系统，方法包括：响应于接收到的发动机关机指令，获取发动机关机时的电流值；基于电流值与预设电流阈值的比较结果确定发动机所处的吹扫区段，基于吹扫区段确定与各个吹扫区段相对应的吹扫模式；获取发动机的高频阻抗变化量，基于高频阻抗变化量确定不同吹扫模式下的吹扫时间；基于不同吹扫模式下的吹扫时间对燃料电池进行吹扫。

本发明公开了一种燃料电池测试台电堆测试方法，包括：根据氢燃料电池变载工况信息计算变载至目标电流时燃料电池所需氢气和空气的流量，基于电流增幅范围的起点值分别计算得到氢气、空气流量的起点值；根据电堆测试台气体响应速率计算气体流量达到目标值所需时间；基于判断结果确定是否采用延迟或者阶梯方式进行变载设置验证。本发明的设计方法，通过对氢燃料电池测试台上气体流量与加载电流的协同控制，基于不同的电堆测试台能力，模拟出电堆在燃料电池系统上的大变载，使得电堆测试台的能力可以匹配电堆在系统上的大变载特性，在与燃料电池系统控制逻辑方式相一致的基础上，电堆测试台具备可以验证不同方案的电堆快速变载的能力。

本申请涉及一种燃料电池电堆封装方法及结构，应用于燃料电池技术领域，方法包括：将直线轴承与Pack后端孔安装到一起，将压头压杆穿过直线轴承，将Pack与压头紧固到一起；将工装定位销安装到前端板工装上，将前端板安装到工装定位销上；将前端板与Pack定位销安装到前端板定位销孔中，将Pack与前端板通过定位销连接在一起。将内定位销安装到前端板定位销孔中，将单电池按内定位孔进行配合安装，堆叠至预设高度；利用压块对堆芯进行预压，安装外定位工装，将内定位销取出；采用外定位对单电池进行装配；利用压机将电堆堆芯进行压装后，进行气密试验检查及尺寸测量，并对壳体进行封装。本申请可提高电堆在堆叠过程中的定位精度。

本发明提供了一种提高燃料电池系统冷吹扫效果的方法及系统，通过降低燃料电池系统停机冷吹扫的吹扫空气流量，不仅能够将燃料电池堆中多余的水排出，同时，还可提升冷吹扫任务结束后电池堆片阻抗值的一致性。另外，在燃料电池系统开始执行关机冷吹扫任务时，自动识别冷却水出口处的实际水温T，通过与系统设定的跳入关机空载冷吹扫时的冷却水温T0进行比较，确定燃料电池系统将以空载状态执行冷吹扫任务还是以带载状态执行冷吹扫任务。从而避免燃料电池系统由于长时间、频繁的空载吹扫，出现电池堆长期处于高电位状态导致催化剂降解的问题，进一步减弱关机冷吹扫对电池堆的影响。

本发明公开了一种用于燃料电池膨胀机的测试装置及测试系统，包括膨胀机、流量计、空滤、尾排、中冷器、节气门和雾化机构，所述膨胀机包括压端和涡端，所述膨胀机的压端的输出端连接中冷器的输入端，中冷器的输出端连接节气门的输入端，节气门的输出端连接雾化机构，雾化机构连接膨胀机的涡端的输入端，本测试装置中，在膨胀机测试中和涡端能量回收测试中，通过雾化机构对空气增湿并控制液态水粒径，从而得到更为精准测试结果气液混合物中的液态水粒径通过布置在管路上的激光粒度分析仪进行测量，通过调整雾化泵转速进行液态水粒径调节，能够使膨胀机的零部件测试工况更加贴近系统工况，同时使膨胀机涡端耐水蚀试验的参考性大大提高。

本发明涉及一种喷雾装置、应用该喷雾装置的燃料电池系统以及喷雾控制方法，其包括直接喷雾模块，用于向燃料电池散热器喷射水雾；若干个预喷雾模块，设置于空气进气流线的长度空间内，预喷雾模块喷射水雾在空气进气流线的长度空间内，以增加空气与液态水雾的混合程度。系统包括喷雾装置；燃料电池散热器，该燃料电池散热器与燃料电池主体相连接，用于对燃料电池散热；集水托盘，设置于喷雾装置、燃料电池散热器以及风扇的下方；该燃料电池系统根据环境温度与风扇的转速切换不同的喷雾模式。本发明不仅可以更多地利用液态水汽化潜热量，而且可以降低零部件的腐蚀及防水侵入要求，同时，还可以降低燃料电池产物水及冷凝能量的浪费。

本发明公开了一种燃料电池车辆的制动电阻冷却系统、八通阀以及控制方法，包括内部设置有水泵以及水冷循环的燃料电池系统；燃料电池散热器一，设置于燃料电池系统的一侧，用于对燃料电池系统进行散热；制动电阻系统；燃料电池散热器二，设置于制动电阻系统的一侧；八通阀，八通阀与燃料电池系统、燃料电池散热一、制动电阻系统以及燃料电池散热器二相连通。本发明可以实现制动电阻和燃料电池回路最大化共用散热器，节省整车散热器布置空间及成本。还可以实现制动电阻和燃料电池的完全独立工作回路，实现制动电阻工作时，燃料电池保持在怠速功率点，避免频繁开关机。

本发明公开了一种模块化氢燃料电池系统及布置方法，模块化氢燃料电池系统包括：电堆PACK模组，电堆PACK模组独立设置，用于降低系统高度尺寸；歧管分配组件，歧管分配组件设置于电堆PACK模组一侧，用于密封和分配流体；DCDC电气组件，DCDC电气组件设置于歧管分配组件一侧，用于缩短高低压供电线路；BOP辅助组件，BOP辅助组件沿DCDC电气组件背部周围外挂固定，便于模块化拆装。布置方法包括：判断布置车辆类型，通过悬置位点将氢燃料电池系统在车辆中采取纵向布置或横向布置。本发明，系统整体尺寸和零部件数量大幅缩减，有效降低了生产环节工时和制造成本，为整车留出更多的布置空间，且有效提升了各组件和模块的维保效率，降低后期运营维护成本。