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用于燃料电池系统的控制方法、控制单元和存储介质技术方案

技术编号:44628407 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-17 18:24
本申请涉及一种用于燃料电池系统的控制方法、控制单元和存储介质,该控制方法包括:响应于燃料电池系统的停机产生的信号,基于燃料电池系统的当前状态判断所述停机是否为故障停机;当确定所述停机并非为故障停机时,直接终止该控制方法;当确定所述停机为故障停机时,检测燃料电池系统的安全性、可靠性以及阳极排放阀的当前外部条件并判断其是否均满足预定要求,其中,当上述安全性、可靠性以及阳极排放阀的当前外部条件均满足预定要求时,以受控的方式开启阳极排放阀;否则,请求并确保阳极排放阀处于关闭状态,随后终止该控制方法。本申请能够解决燃料电池系统在故障停机时可能发生的冷启动失败等问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于燃料电池领域,其涉及系统控制策略,尤其是涉及一种用于燃料电池系统的控制方法。本申请还涉及一种与之相应的控制单元和计算机可读存储介质。


技术介绍

1、作为一种清洁、无污染的可再生能源形式,诸如氢燃料电池系统的燃料电池系统目前在越来越多的领域(例如航空航天、交通运输领域等,但不限于此)中被应用,其具有发电效率高/功率密度大、噪音小、基本上无污染等特点。

2、燃料电池系统的冷启动时间以及系统鲁棒性属于衡量燃料电池系统性能的核心指标。另外,燃料电池系统通常在其阳极子系统中设有排放阀(以下称作阳极排放阀),主要用于排出燃料电池反应过程中产生的废液(例如水)和废气(包含燃料气体等)。

3、当燃料电池系统在一些预定情况下发生正常停机时,为确保后续冷启动的顺利进行,行业内较为通用的做法是通过合适的停机吹扫、优化部件设计以及新增传感器等来提高阳极排放阀的正常排放的准确性。

4、对于因某些原因而导致的系统非正常停机(以下称作故障停机),当处于寒冷天气或环境(例如冬季)中时,如果未能及时地将燃料电池反应过程中产生并残留在系统部件(尤其是阳极子系统中的排放阀等部件)中的废液(例如水)及时排出,燃料电池系统中残留的大量废液存在冻结(例如结冰)风险,且例如可能带来以下问题或缺陷:使得系统的解冻时间变长,从而增加了功耗;使得启动时间变长,从而降低了系统启动的鲁棒性;以及甚至可能导致启动失败,从而降低了终端用户的满意度。

5、然而,目前的现有技术中尚未意识到上述问题,且迄今为止尚未发现关于针对此情况采用适当应对措施的报导。

6、因此,有必要对已知现有技术进行改进,从而提供一种能够有效解决上述问题的可选方案。


技术实现思路

1、鉴于以上背景,本申请的目的在于提出一种用于燃料电池系统的控制方法,其能够减轻、甚至完全消除现有技术中存在的上述问题。

2、本申请的目的还在于提出一种与上述控制方法相对应的控制单元和计算机可读存储介质。

3、为此,根据本申请的一个方面,提供了一种用于燃料电池系统的控制方法,其适于通过控制在燃料电池系统的阳极子系统中(或阳极侧)设置的阳极排放阀的开启和关闭对燃料电池反应过程中产生的废液(例如水)和废气(例如燃料气体等)的排放进行控制,所述控制方法包括以下步骤:

4、响应于所述燃料电池系统的停机产生的信号,基于所述燃料电池系统的当前状态判断所述停机是否为故障停机;

5、当确定所述停机并非为故障停机时,直接终止所述控制方法;

6、当确定所述停机为故障停机时,检测所述燃料电池系统的安全性、可靠性以及所述阳极排放阀的当前外部条件并判断其是否均满足预定要求,以确定是否开启所述阳极排放阀,其中,

7、当所述燃料电池系统的安全性、可靠性以及所述阳极排放阀的当前外部条件均满足预定要求时,以受控的方式开启所述阳极排放阀;

8、当所述燃料电池系统的安全性、可靠性以及所述阳极排放阀的当前外部条件中的任何一个不满足预定要求时,请求并确保所述阳极排放阀处于关闭状态,随后终止所述控制方法。

9、根据本申请的另一方面,还提出一种用于燃料电池系统的控制单元,其适于实施如前所述的用于燃料电池系统的控制方法,并能够通过控制在燃料电池系统的阳极子系统中设置的阳极排放阀的开启和关闭对燃料电池反应过程中产生的废液和废气的排放进行控制,所述控制单元包括:

10、停机模式判断模块,其被配置为响应于燃料电池系统的停机产生的信号,基于燃料电池系统的当前状态判断所述停机是否为故障停机;以及

11、控制模块,其被配置成能够实施以下控制过程:

12、当确定所述停机并非为故障停机时,直接终止对所述阳极排放阀的开启和关闭的控制;

13、当确定所述停机为故障停机时,检测所述燃料电池系统的安全性、可靠性以及所述阳极排放阀的当前外部条件并判断其是否均满足预定要求,以确定是否开启所述阳极排放阀,其中,

14、当所述燃料电池系统的安全性、可靠性以及所述阳极排放阀的当前外部条件被确定为均满足预定要求时,以受控的方式开启所述阳极排放阀;

15、当所述燃料电池系统的安全性、可靠性以及所述阳极排放阀的当前外部条件中的任何一个不满足预定要求时,请求并确保所述阳极排放阀处于关闭状态。

16、根据本申请的再一方面,还提出一种计算机可读存储介质(或机器可读存储介质),其存储有可执行指令(或程序指令),当所述可执行指令被处理器执行时,使得所述处理器执行如前所述的控制方法。

17、从以上描述中可以看出,本申请提出了一种用于燃料电池系统的控制方法、控制单元以及相应的计算机可读存储介质,其可以实现燃料电池系统在某些特殊停机(故障停机)工况下的有效阳极侧排放(即,阳极排放阀的排液排气),并能够以简便、可靠、低成本的方式解决现有燃料电池系统在上述工况下可能发生的阳极排放阀处结冰、下次冷启动时间延迟或启动失败等问题,并可以有效降低系统功耗并提高系统冷启动的鲁棒性。

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【技术保护点】

1.一种用于燃料电池系统的控制方法,其适于通过控制在燃料电池系统的阳极子系统中设置的阳极排放阀的开启和关闭对燃料电池反应过程中产生的废液和废气的排放进行控制,所述控制方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,判断所述停机是否为故障停机包括:

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,所述废气中包含燃料气体,判断所述燃料电池系统的安全性是否满足预定要求包括:

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,检测并判断所述燃料电池系统的可靠性是否满足预定要求包括:

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,检测并判断所述燃料电池系统的可靠性是否满足预定要求还包括:

6.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,检测并判断所述阳极排放阀的当前外部条件是否满足预定要求包括:

7.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,还包括:

8.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,还包括:

9.一种用于燃料电池系统的控制单元,其适于实施如权利要求1-8中任一项所述的用于燃料电池系统的控制方法,并能够通过控制在燃料电池系统的阳极子系统中设置的阳极排放阀的开启和关闭对燃料电池反应过程中产生的废液和废气的排放进行控制,所述控制单元包括:

10.一种计算机可读存储介质,其存储有可执行指令,当所述可执行指令被处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的用于燃料电池系统的控制方法。

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【技术特征摘要】

1.一种用于燃料电池系统的控制方法,其适于通过控制在燃料电池系统的阳极子系统中设置的阳极排放阀的开启和关闭对燃料电池反应过程中产生的废液和废气的排放进行控制,所述控制方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,判断所述停机是否为故障停机包括:

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,所述废气中包含燃料气体,判断所述燃料电池系统的安全性是否满足预定要求包括:

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,检测并判断所述燃料电池系统的可靠性是否满足预定要求包括:

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池系统的控制方法,其中,检测并判断所述燃料电池系统的可靠性是否满足预定要求还包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:王玉龙董仁丁伟
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:

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