【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法、系统及车辆。
技术介绍
1、燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换为电能的化学装置，其中，氢燃料电池是目前广泛使用的燃料电池。由于用氢成本较高、氢源缺乏、加氢站少等原因，现有的燃料电池车辆并非长期处于氢电运营状态，这会导致燃料电池系统中核心部件膜电极(mea)水分丢失。然而，mea是以水分子作为载体传导质子，水分丢失后会出现膜干状态。当膜干发生时，质子传导率会大幅下降，影响电池正常运行；同时，膜电阻增大，电流通过膜时的产热增加，严重时会导致局部过热而灼烧质子交换膜。若长期处于膜干状态，干燥区域不断扩大，最终导致整个膜干化破裂，造成不可逆的损害。因此，如何降低或避免膜干对燃料电池造成的损害，是现有技术需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法、系统及车辆，以实现对于燃料电池膜干问题的主动解决，保证燃料电池的正常运行状态。
2、为了实现上述目的，根据一些实施例，本专利技术的第一方面，提供了一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，包括：
3、获取燃料电池中各单片电池的膜电阻；
4、判断膜电阻大于电阻阈值的电池单体片数占总片数的比例，根据所述比例判断燃料电池是否处于正常运行状态，并根据判断结果对燃料电池执行预设操作。
5、优选的，若所述比例大于第一比例阈值，执行第一报警动作；若所述比例大于第二比例阈值，
6、优选的，当执行第二报警动作且在设定个上电周期内未接收到驾驶员切换至氢电运行模式的切换指令时，下一次上电周期起始时，控制车辆自主切换至氢电模式。
7、优选的，在氢电模式下，计算燃料电池中各单片电池的膜电阻的均方差，若得到的均方差大于均方差设定阈值，且车辆状态满足活化条件，控制车辆进入氢电活化模式，对燃料电池进行活化。
8、优选的，对燃料电池进行活化，包括：
9、控制拉载电流从怠速功率对应电流开始，以设定步长向上拉升；
10、根据电流拉升过程中每个电流值对应的响应活化功率，比较预设伏安特性曲线与实际伏安特性曲线中的对应功率点，得到每个功率点的电压补偿值；
11、根据所述电压补偿值确定活化时间；
12、根据确定的活化时间对燃料电池进行活化。
13、优选的，当各个功率点的电压补偿值的误差小于设定误差，且各个功率点处的膜电阻均方差均小于均方差设定阈值，完成活化流程。
14、优选的，还包括：
15、获取燃料电池上一次运行时的最大持续运行时间；
16、若最大持续运行时间大于第一设定时间阈值，对燃料电池执行可逆性自修复过程。
17、优选的，所述可逆性自修复过程包括，控制燃料电池的阴极、阳极的氧气、空气流量差，使得阴极析氢与含氧能量团进行反应，持续第二设定时间阈值后，完成可逆性自修复过程。
18、本专利技术的第二方面，提供了一种燃料电池电堆性能自恢复控制系统，包括：
19、膜电阻监测模块，用于获取燃料电池中各单片电池的膜电阻；
20、控制模块，用于判断膜电阻大于电阻阈值的电池单体片数占总片数的比例，根据所述比例判断燃料电池是否处于正常运行状态，并根据判断结果对燃料电池执行预设操作。
21、本专利技术的第三方面，提供了一种车辆，包括燃料电池，所述车辆采用上述第一方面提供的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法进行控制，或者，所述车辆包括上述第二方面提供的一种燃料电池电堆性能自恢复控制系统。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、本专利技术提供了一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法、系统及车辆，基于对燃料电池中各单片电池的膜电阻的监测，可准确快速判断出燃料电池的膜干状态，从而根据判断结果对燃料电池进行电堆性能自恢复。当判断膜干风险较高、可能对燃料电池造成不可逆损害时，自主切换至氢电模式以进行燃料电池的活化。在活化过程中，针对电池实际状态执行个性化活化策略，根据预设伏安特性曲线与实际伏安特性曲线确定活化时间，从而不断修正极化曲线，直至完成活化，能够对电池进行针对性活化，从而提高活化效率、保证活化效果，从而确保燃料电池处于正常运行状态。此外，考虑燃料电池长时间持续运行时存在催化剂中毒风险，本专利技术还根据上一次运行的最大持续运行时间对燃料电池进行可逆性自恢复。
24、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，若所述比例大于第一比例阈值，执行第一报警动作；若所述比例大于第二比例阈值，执行第二报警动作；第二比例阈值大于第一比例阈值；第二报警动作包括，提示驾驶员手动确认是否将车辆运行模式切换至氢电模式。
3.如权利要求2所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，当执行第二报警动作且在设定个上电周期内未接收到驾驶员切换至氢电运行模式的切换指令时，下一次上电周期起始时，控制车辆自主切换至氢电模式。
4.如权利要求2或3所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，在氢电模式下，计算燃料电池中各单片电池的膜电阻的均方差，若得到的均方差大于均方差设定阈值，且车辆状态满足活化条件，控制车辆进入氢电活化模式，对燃料电池进行活化。
5.如权利要求4所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，对燃料电池进行活化，包括：
6.如权利要求5所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，
7.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，还包括：
8.如权利要求7所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，所述可逆性自修复过程包括，控制燃料电池的阴极、阳极的氧气、空气流量差，使得阴极析氢与含氧能量团进行反应，持续第二设定时间阈值后，完成可逆性自修复过程。
9.一种燃料电池电堆性能自恢复控制系统，其特征在于，包括：
10.一种车辆，包括燃料电池，其特征在于，所述车辆采用如权利要求1-8任一项所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法进行控制，或者，所述车辆包括如权利要求9所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，若所述比例大于第一比例阈值，执行第一报警动作；若所述比例大于第二比例阈值，执行第二报警动作；第二比例阈值大于第一比例阈值；第二报警动作包括，提示驾驶员手动确认是否将车辆运行模式切换至氢电模式。
3.如权利要求2所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，当执行第二报警动作且在设定个上电周期内未接收到驾驶员切换至氢电运行模式的切换指令时，下一次上电周期起始时，控制车辆自主切换至氢电模式。
4.如权利要求2或3所述的一种燃料电池电堆性能自恢复控制方法，其特征在于，在氢电模式下，计算燃料电池中各单片电池的膜电阻的均方差，若得到的均方差大于均方差设定阈值，且车辆状态满足活化条件，控制车辆进入氢电活化模式，对燃料电池进行活化。
5.如权利要求4所述的一种燃料电池电堆性能...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，刘康，王波，王丙虎，陈振国，
申请(专利权)人：中通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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