申请/专利权人：大连锐格新能源科技有限公司

申请日：2021-05-19

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN113285094B

主分类号：H01M8/04089

分类号：H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/0438;H01M8/04746

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.09.07#实质审查的生效;2021.08.20#公开

摘要：本发明属于燃料电池测试领域，公开了一种改善燃料电池气体流量控制滞后的系统和方法，针对燃料电池动态测试中的气体供应流量与电堆实际气体接收流量之间的瞬态数据差异，即流量滞后问题，本发明能够提高的气体流量供应的准确性和响应速度，特别是针对于小流量测试，降低气体供应管理的过程部件的缓冲滞后问题，从而提高测试设计的灵活性和测试结果的真实性，并且可以减少饥饿发生，提高测试条件下电池的安全性，本发明对电池的动态运行和测试研究提供更深入的技术支持。

主权项：1.一种改善燃料电池气体流量控制滞后的系统，其特征是，由气源1、补水水源5、增湿器以及相关的控制部件与管路组成，气源1依次与减压器2、流量控制器3、供气阀4相连，补水水源5与补水计量泵6、补水阀7相连，增湿器连接有排水阀10、排气阀20和加热器；系统设有电池背压阀25，经过电池排气口27排出气体；增湿器底部设有排水管路，排水管路设有排水阀10和排水口11，增湿器侧面设有液位传感器14，增湿器顶部设有压力传感器17，增湿器内部设有温度传感器16和加热器，增湿器顶部设有气体出口管18，气体出口管18分别连接有安全阀19、排气阀20、电池供气阀21；排气阀20连接有泄压阻尼22，电池供气阀21将增湿后的气体送入电池24，通过电池入口压力表23检测，并将数据传输到控制系统；改善燃料电池气体流量控制滞后的方法，包括如下步骤：步骤S001：判断是否测定系统死体积参数；如果判断结果为“是”，则进行步骤S010，如果判断结果为“否”，则进行步骤S002；1当测定系统死体积参数时，进行如下步骤：步骤S010：不加热，关闭供气阀4不供气，关闭排气阀20，打开排水阀10，从排水口11放水，根据压力传感器17测定值，控制流量控制器3对增湿器补气，维持气体供应的匀速流量，保持压力在0.001～0.01MPag，当检测的气体压力突然下降时，关闭排水阀10，关闭供气阀4停止供气；步骤S011：打开排气阀20排空，达到常压后关闭排气阀20；打开补水阀7、开动补水计量泵6对增湿器加入室温水，系统记录压力传感器17、液位传感器14、补水计量泵6加水量的数据关系；如果在液位到达设置的最高液位之前，气压达到最高压力，则停止加水，记录加水量、液位、气压，返回本步骤S011开始，即打开排气阀20排空，重复到最高水位停止；步骤S012：在增湿器最低设定温度到最高设定温度范围内，任意设置两个以上温度点，在增湿器的最高设定水位到最低设定水位范围内，任意设置两个以上液位点；从低温到高温，从低水位到高水位，执行步骤S013测试，直至完成；步骤S013：系统排空后关闭排气阀20，流量控制器3向增湿器输入气源气体并对流量积分，直至达到增湿器的压力使用上限，获得气体输入增量；返回步骤S012再进行下一个测试，直至完成；步骤S014：根据温度值计算增湿后的气体包含的水汽压力，计算出气体增量和压力关系，即指定温度下系统气体存量和压力关系，根据这个关系形成各温度、压力下的气体存量关系曲线簇，各个实际运行点在之间插值计算获得；2当无需测定系统死体积参数，系统已经具有上述数据时，系统根据运行的电堆入口流量要求，包括变化曲线方式的流量计划，根据步骤S013形成的数据，运行计算用来补偿死体积缓冲引起的存量变化，控制前端流量计控制的流量变化，以及排气阀20需要的排气进行的气压控制，具体进行如下步骤：步骤S002：输入运行数据以及过程设置，或手动实时管理；步骤S003：电堆测试指令，根据上级步骤S002和后级步骤S006、步骤S008进行步骤S004的判断；步骤S004：停止指令，如果执行停止指令，则进行步骤S005；如果不执行停止指令，则进行步骤S006；步骤S005：系统运行停机指令；步骤S006：判断系统压力流量变动是否达到指定数值；如果系统压力流量变动达到指定数值，则返回电池测试指令步骤S003；如果变动未达到指定数值，则进行步骤S007；步骤S007：进入计算指定温度、压力和流量变化下的气体存量变化，数据根据步骤S014获得，在变化时间内同步调节实际供应流量达到存量变化值；步骤S008：降低气体压力和降低流量时，判断指定存量变化是否为负值，如果不是负值，则属于处于供气控制范围内，返回电池测试指令步骤S003；如果出现负值，这时进行步骤S009；步骤S009：打开排气阀20放气，通过泄压阻尼22、增湿器排气口26快速排放增湿器，压力达到指定压力关闭排气阀20，泄压阻尼22用于降低内部气体排放速度，提高系统压力的可控性。

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