氢能专利库

本发明提供了一种燃料电池汽车及其制冷制热一体化热管理系统和控制方法，属于燃料电池汽车领域。该系统的第一换热器的通道一串联在电机及电机控制器冷却液循环支路中，第二换热器的通道一串联在燃料电池冷却液循环支路中；余热利用循环支路包括并联的制冷支路和制热支路，制冷支路由第一两通阀和吸收式制冷空调串联构成，制热支路由第二两通阀和车内水暖散热器模块串联构成；其中，经过吸收式制冷空调和车内水暖散热器模块的冷却液在水泵的作用下流经第一换热器的通道二和/或第二换热器的通道二后进入制冷支路或制热支路。该系统能充分利用车辆各种余热，同时具备制冷、制热功能。

本发明提供了一种燃料电池系统健康状态检测方法及装置，属于燃料电池系统领域。该方法包括：利用燃料电池中所有电芯的单体电压值和燃料电池的实际总电压值，计算得到燃料电池单体电压一致性健康度α1、燃料电池单体电压压差健康度α2、燃料电池最低单体电压健康度α3和燃料电池性能健康度α4；当燃料电池系统无故障出现时，将α1、α2、α3和α4的加权和作为燃料电池电堆健康度β1，并计算燃料电池系统氢气泄露健康度β2和燃料电池系统绝缘健康度β3；将β1、β2和β3的加权和作为燃料电池系统健康度γ，根据γ值的大小确定燃料电池系统的健康状态，γ值越大，燃料电池系统越健康。本发明能实现燃料电池系统健康状态的实时判断。

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统、燃料电池用冷却液加注方法和装置。在水箱中冷却液液位达到一定条件的情况下，对燃料电池循环冷却管路进行排气操作，在该过程中，控制循环冷却水泵的转速和阀门的开度变化，对冷却液循环增加扰动，极大加快排气速度，进而在各个循环冷却水泵转速和阀门开度下的燃料电池抗扰动情况均满足抗扰动要求，则说明排气操作完成，并在水箱中冷却液液位也满足要求的情况下完成冷却液加注操作，提高了冷却液加注效率。而且，在判断冷却液中液位情况时还将时间考虑在内，确保判断的数据是稳定的数据，提高了冷却液加注的准确性。

本发明涉及一种车用燃料电池及其空气供给控制方法，属于燃料电池控制技术领域。本发明通过在燃料电池阴极空气入口和电堆外壳的通风口交汇处设置可调三通阀，根据踏板开度的增量控制通入阴极反应腔体和电堆壳体通风口的空气流量的大小，使得司机在加速时，使燃料电池能够快速获得大量的空气用于反应，以满足加速时对燃料电池功率的需求。解决了在燃料电池车辆快速加载过程中空气压缩机无法快速跟随功率需求，避免快速加载过程中阴极反应气体不足造成燃料电池的损伤。

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统、阴极能量回收控制方法及装置。该方法在确定电堆排出空气的压力Po大于涡轮有效运转的最低需求压力P1、电堆排出空气的温度To大于涡轮有效运转的最低需求温度T1、且空压机出口处空气的温度Tc大于电堆排出空气的温度To时，使电堆排出的空气先经过空空中冷器以获取空空中冷器回收的空压机出口废热，再经过涡轮以将电堆排出的空气带出的余热余压和空空中冷器回收的空压机出口废热进行能量回收。本发明充分利用空压机出口废热，进而利用涡轮对空压机提供动力，有效降低空压机功耗，整体方案简单易实现，保证了燃料电池系统能量密度的同时提高了燃料电池系统效率。

本发明提供了一种燃料电池阳极水管理控制系统及方法，属于燃料电池技术领域。该控制系统包括：控制器、电磁阀、压力调节阀、湿度传感器、汽水分离器和氢气循环泵；汽水分离器的进气口连接燃料电池电堆的氢气出口，汽水分离器的出气口连接氢气循环泵的进气口，汽水分离器内包含具有加热功能的挡板，挡板用于对从汽水分离器的进气口进入的带有液态水的回流氢气进行加热气化，加热气化后的回流氢气由汽水分离器的出气口排出。通过控制挡板的加热功率能够控制回流氢气中液体水的气化程度，从而能对回流氢气的湿度进行调节，进而能够实现燃料电池阳极侧进气湿度的调节控制，该控制系统结构简单，且加湿完全处于雾化状态，杜绝了进堆水淹故障的发生。

本发明提供了一种燃料电池系统控制方法及健康状态评价方法，属于燃料电池系统领域。健康状态评价方法包括：若燃料电池系统自检异常则说明燃料电池系统故障；若自检正常，就控制燃料电池系统按与其当前所处的环境参数相匹配的控制参数运行，接着判断燃料电池单体电压是否异常，若异常，则判断单体电压异常的原因是否为巡检异常或燃料电池系统零部件异常，若是则说明燃料电池系统故障；若不是，就控制燃料电池系统按与当前燃料电池膜电极干/湿程度对应的最优控制参数运行设定时间T1后，判断燃料电池单体电压是否恢复正常，若未恢复则说明燃料电池系统故障；若恢复正常则说明燃料电池系统处于健康状态。该方法能够实时评价燃料电池系统的健康状态。

本发明提供了一种燃料电池系统的环境适应控制方法及装置，属于燃料电池技术领域。该方法包括：获取车辆当前需求的燃料电池系统输出功率和车辆当前所处的海拔和环境温度；利用预先建立的燃料电池系统输出功率、海拔和燃料电池系统压力控制参数之间的对应关系，获得车辆当前需求的燃料电池系统输出功率和车辆当前所处的海拔对应的最优压力控制参数；利用预先建立的燃料电池系统输出功率、环境温度和燃料电池系统温度控制参数之间的对应关系，获得车辆当前需求的燃料电池系统输出功率和车辆当前所处的环境温度对应的最优温度控制参数；根据最优压力控制参数和最优温度控制参数对燃料电池系统进行控制。本发明能提高燃料电池系统的环境适应性。

本发明涉及一种燃料电池系统的效率优化控制方法，方法包括：按照标定的初始条件控制燃料电池运行，计算燃料电池系统的效率；进行第一次增加供给调节，提高燃料电池系统的氢气供给阀门开度和空气压缩机的转速；再计算燃料电池系统的效率，计算第一次增加供给调节变化前后的效率偏差，判断该偏差是否大于设定阈值，若大于则进行下一次增加供给调节，直到某一次调节变化的效率偏差不大于设定阈值，使燃料电池系统达到最优效率。本发明通过实时调节氢气供给阀门开度和空气压缩机转速，实时计算、比较调节前后燃料电池系统的整体效率变化值，使该功率状态下燃料电池对氢气、空气的需求量处于最佳状态，提高燃料电池系统的效率，降低氢耗和附件能耗。

本发明涉及一种车载氢气瓶的加氢方法及系统，属于新能源技术领域。加氢方法包括：准备加氢；车载氢系统控制器向加氢机控制器上传车载储气瓶的加氢次数X；加氢机控制器根据加氢次数X判断是否进行加氢操作，若所述加氢次数X超出设定阈值；则控制加氢机不进行加氢操作；若加氢次数X未超出设定阈值；则控制加氢机进行加氢操作；加氢结束时，判断加氢质量，若加氢质量超出质量低值，则更新加氢次数为X+1；若加氢质量未超出质量低值，则加氢次数不变。本发明通过车载氢系统控制器对加氢次数进行计数，避免了车载氢气瓶加氢次数过多而进行加氢后的安全隐患，并且是通过加氢质量进行加氢次数的计数的，对车载氢气瓶是否报废的判断更加可靠和准确。

本发明涉及一种燃料电池汽车氢系统的泄漏预测方法及装置，属于氢系统泄漏监测领域。该方法通过检测燃料电池关闭时氢系统的高压压力PH0、低压压力PL0、温度T0，在本次停车过程中和下次车辆上电后，能够通过实时检测氢系统当前时刻的高压压力、低压压力和温度，通过比较当前时刻的低压压力值和低压压力值PL0的大小，可靠的判断车辆是否发生氢气微泄漏，解决燃料电池停机或车辆长时间停放后氢气产生微泄漏无法检测的问题，利用两次剩余氢气质量的差值判断氢气泄漏。本发明的检测原理简单，容易实现，解决燃料电池车辆泄漏氢气浓度未达到报警阈值时的故障判断，可及时检测氢气的微泄漏故障，降低安全风险，提高了车辆安全性，具有较高的市场应用前景。

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统及燃料电池系统低温启动方法。该方法首先检测燃料电池温度T，在燃料电池温度T低于低温自启动最低温度T1时，控制提高燃料电池温度并提高至低温自启动最低温度T1，提高的手段包括空压机以最大压缩比工作以及加热装置工作；然后启动燃料电池系统，使燃料电池电流维持在设定小电流范围内工作；当单片电压升高至设定小电压范围内时，控制降低空气压缩机的压缩比，并调节旁通阀的开度，使单片平均电压保持在设定小电压范围内，直至燃料电池温度提高至低温启动完成温度T2。本发明实现燃料电池快速低温启动的同时保证了燃料电池电堆的一致性，减少燃料电池电堆的损坏，保证了燃料电池的寿命。

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统、氢系统瓶阀故障检测方法及装置。该方法包括开启故障检测方法和/或关闭故障检测方法；氢系统中的每个瓶阀中的电磁阀是独立驱动的。开启/关闭故障检测方法依次开启/关闭氢系统中的电磁阀，每开启或关闭一次，便检测一次所有瓶阀中的电磁阀的驱动电流汇总后的总驱动电流，利用总驱动电流增大或减小的幅值来确定瓶阀中的电磁阀是否发生开启或关闭故障。本发明可准确确定氢系统中的电磁阀是否发生开启/关闭故障以及具体是哪一个电磁阀发生故障，不仅提高了氢系统的可靠性，且方便定向维修，提高检修效率。

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种燃料电池含水量控制方法、燃料电池系统及燃料电池车辆。本发明以氢气循环泵电流为依据，辅以单片电池最低电压和单片电池电压一致性，以确定燃料电池含水量是否在正常范围，并在发现含水量过高或过低的情况下，先控制改变电堆反应温度，以在不浪费能源的情况下试图去调整燃料电池含水量，在改变电堆反应温度效果不佳的情况下，再去改变空压机转速和排氢频率，以加快/减少水分的排水，提高对改变燃料电池含水量的控制指令的响应速度，使燃料电池电堆工作在合适的环境下，无需添加阀门或者管路，方法简单、有效，保证了燃料电池的安全可靠工作。

本发明属于燃料电池安全监控技术领域，具体涉及一种燃料电池混合动力车辆及其安全监控方法。本发明首先初次判断动力电池的绝缘值是否大于等于绝缘报警值，若大于等于则使DC/DC变换器和动力电池之间处于连通状态，并再次判断动力电池的绝缘值是否大于或者等于绝缘报警值；若再次判断动力电池绝缘性的结果为大于等于且冷却液的电导率小于等于电导率报警值，则使DC/DC变换器和燃料电池之间处于连通状态；若此时动力电池的绝缘值大于等于绝缘报警值，则控制整车行驶。本发明对整个动力系统一步一步检测，在一个部件绝缘性满足要求的情况下，再将另一部件接入，可准确定位出现故障的部件，方便后期维护，保证了整车的安全可靠运行。

本发明提供了一种燃料电池系统及其故障检测方法、氢气泄漏检测方法，属于燃料电池汽车领域。通过设定燃料电池系统的目标输出功率P目标，并实时监测其实际输出功率P实际、燃料电池电堆的实际氢气进、出气口压力F进、F出；将P实际与P目标、F进与F目标进、F出与F目标出分别进行比较；当满足P实际＜P目标且F进＜F目标进且(F目标进‑F进)＞第一设定阈值的持续时间超过第一设定时间，或者满足P实际＜P目标且F出＞F目标出且(F出‑F目标出)＞第二设定阈值的持续时间超过第二设定时间时启动氢气浓度传感器，若检测到的氢气浓度值＞报警阈值则判定出现氢气泄漏，否则判定未出现氢气泄漏，并关闭氢气浓度传感器。氢气泄漏检测结果更可靠。

本发明涉及一种燃料电池阳极水管理系统及其控制方法。水管理系统中的氢气循环系统，串设有分水器、氢气循环装置和分水支路，分水支路联通电堆出口和分水器入口，氢气循环系统中还包括不分水支路，所述不分水联通电堆出口和分水器气体出口；本发明利用采集的信息，控制三通阀的开度，调节经过分水器和不经过分水器的比例，控制回流至电堆的氢气的湿度，进而电堆内部的水含量，使其维持在合适的湿度区间，保证电堆的正常运行。系统结构简单，控制相对更加容易实现。

本发明涉及一种燃料电池车辆的碰撞处理控制方法及系统，属于整车控制技术领域。本发明能够在车辆发生碰撞时，对整车做出切断驱动力、紧急关闭燃料电池系统的操作；同时在驾驶员判断出碰撞不会影响燃料电池车辆行驶且没有影响车辆正常上高压电的故障时，控制燃料电池车辆运行纯电模式，由动力电池作为高压电源，提供动力输出输出，并维持燃料电池的关闭状态。本发明的控制方法在对车辆碰撞进行恢复控制时，考虑到了驾驶员的不专业性，避免驾驶员判断失误而直接控制燃料电池启动，降低了燃料电池车辆的运行风险。

本发明涉及一种燃料电池系统及氮气吹扫系统，燃料电池系统包括燃料电池单元和氮气吹扫系统，燃料电池单元包括电堆、供氢装置和供氧装置，供氢装置的输出端和供氧装置输出端分别连接至电堆的氢气输入端和氧气输入端，氮气吹扫系统包括供氮装置和分离循环系统；供氮装置输出端连接电堆的氢气输入端，用于向电堆提供吹扫的氮气；分离循环系统包括膜分离器，膜分离器的输入端连接燃料电池的第一输出端，膜分离器的第一输出端连接供氮装置，用于对吹扫电堆的氮气进行分离回收。本发明不需要脱氧，也无需在高温条件下进行氮气分离循环，因此，本发明的燃料电池系统使用更加简单、方便而且还能够保证分离循环过程中的安全、可靠性。

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池关机吹扫方法、装置及系统。该方法首先在燃料电池系统关机后，获取燃料电池工作中生成的理论水量；然后对燃料电池进行持续吹扫，对吹扫后的气体进行气液分离，采集吹扫带出的实际水量；最后比较理论水量和实际水量，直至实际水量增加至理论水量，停止吹扫。本发明可有效控制吹扫时间，防止吹扫时间过长或者过短，给燃料电池提供一个良好的储存环境，避免燃料电池使用寿命的减少。有效控制吹扫时间，防止吹扫时间过长或者过短，给燃料电池提供一个良好的储存环境，避免燃料电池使用寿命的减少。