【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，尤其涉及一种燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法。
技术介绍
1、在燃料电池汽车进一步的商业化和推广应用进程中，存在许多关键因素的制约，其中，严寒地区和气候环境导致的燃料电池冷启动问题是制约燃料电池实现商业化的主要障碍之一。
2、在冷启动过程中，燃料电池的输出性能会出现一定程度上的衰减，导致这种衰减的主要原因是：在电池的启动过程中,电化学反应产生的水从cl向外侧的gdl和流道排出的过程中由于区域温度过低而结冰，这些冰覆盖了cl中催化剂的反应活性位点,堵塞了gdl和流道中的气体通道,从而影响电化学反应的正常进行；而且，结冰会破坏燃料电池的内部结构，导致催化层脱落、扩散层破损等；同时，由于冰的形成会加剧接触电阻增加，同样会导致电池整体阻抗增大，这些因素最终会导致输出性能衰减。
3、可以看出，冷启动的成功关键在于水管理；燃料电池电堆在冷启动初始阶段的含水量越低，冷启动的成功率就越大。而降低燃料电池电堆的含水量最有效的方法就是合适的对电堆进行吹扫。但是，吹扫程度的判断现有相关文献没有一个直观有效的判段标准；膜电极吹扫过干会导致其质子膜机械衰减加剧；吹扫程度不够又会导致膜内还存有一定的水导致结冰风险，如何快而准确的判断吹扫到达要求是一个技术难题。目前，现有的技术大多都是使用大流量的氮气或者空气进行一定时间的吹扫，无法直接或间接的看到堆内的水含量状态，且吹扫程度无法有具体的数值作为评判标准。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种燃料电池
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，包括如下步骤：
3、s01、将待吹扫电堆与eis(electrochemical impedance spectroscopy，电化学阻抗谱)连接，然后将所述待吹扫电堆进行活化，并对所述待吹扫电堆进行性能标定；
4、s02、将所述待吹扫电堆的温度升高至65℃～80℃，于65℃～80℃保持恒温，然后对所述待吹扫电堆进行背压设置；
5、s03、往所述待吹扫电堆中通入燃料气体，然后对所述待吹扫电堆进行电流拉载；
6、s04、当巡检电压图中的平均电压和高频阻抗谱变化趋势图中的阻抗值均趋于恒定时，记录吹扫时间，结束吹扫。
7、作为优选的实施方式，步骤s01中，
8、所述eis优选为1a扰动的eis；所述eis的高频阻抗频率优选为1000hz。
9、所述活化通过如下方法实现：对所述待吹扫电堆进行梯度拉载，每次拉载的斜率优选为10a/s～50a/s，每个梯度恒流2min～10min，拉载至额定电密后恒流1h；重复执行上述步骤3～6次。
10、所述性能标定通过如下方法实现：对所述待吹扫电堆进行变压上极化测试，得到极化曲线；通过所述极化曲线展现的性能对所述待吹扫电堆进行性能标定。
11、作为优选的实施方式，步骤s02中，
12、所述背压与所述温度相适配设置。
13、所述背压的压力优选为50kpa～100kpa。
14、作为优选的实施方式，步骤s03中，
15、所述燃料气体的湿度优选为0％rh～40％rh。
16、所述燃料气体为氢气和空气；所述待吹扫电堆的阴极入口通入空气，所述待吹扫电堆的阳极入口通入氢气。
17、所述氢气的电流密度优选为0.5a/cm2～1.0a/cm2；所述空气的电流密度优选为0.5a/cm2～1.0a/cm2。
18、按照计量比计，所述待吹扫电堆的阳极的供给流量为相应电流的计量比1.6～1.8；所述待吹扫电堆的阴极的供给流量为相应电流的计量比1.8～2.0。
19、所述电流拉载遵循小电密大流量的原则，所述电流拉载的电流密度优选为0.05a/cm2～0.1a/cm2。
20、作为优选的实施方式，步骤s04中，
21、所述吹扫时间优选为5min～10min。
22、以后吹扫相同型号和功率的电堆时，就可以根据前面实验得出的吹扫时间和平均电压值进行定量吹扫，无需再接辅助设备高频阻抗。
23、在本申请实施例中，所述吹扫过程中燃料电池电堆保持65℃～80℃恒温状态，此温度状态可以加快电堆内残余液态水的蒸发，能够缩短吹扫时间；吹扫的过程中燃料电池电堆保持小电流加载、大流量吹扫，该吹扫方法可以快速降低燃料电池电堆内的水含量，避免过多的水在零下环境发生结冰导致膜电极损伤，同时有效防止膜电极失水过多，影响燃料电池电堆性能。
24、本申请基于高频阻抗与对应水含量成反比关系、以及质子膜的水合状态和电堆性能成正比的关系，通过高频阻抗和电堆电压来判断吹扫时燃料电池电堆内水含量程度，从而确认燃料电池电堆的吹扫时间。通过本申请方法，有利于在燃料电池电堆低温冷储存、冷启动或者电堆停机吹扫时进行准确的判断吹扫程度，锁定电堆的吹扫时间，避免电堆吹扫过干或者吹扫程度不足导致还有多余水分残留。而且，以后再次吹扫相同型号和相同功率的燃料电池电堆，可以依据之前得来的电压值和吹扫时间直接判定电堆的吹扫标准，从而减少了需要阻抗设备作为辅助判断的依据，既节约了使用成本，又简化了操作难度。
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1.一种燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S01中，所述EIS为1A扰动的EIS；所述EIS的高频阻抗频率为1000Hz。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S01中，所述活化通过如下方法实现：对所述待吹扫电堆进行梯度拉载，每次拉载的斜率优选为10A/s～50A/s，每个梯度恒流2min～10min，拉载至额定电密后恒流1h；重复执行上述步骤3～6次。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S01中，所述性能标定通过如下方法实现：对所述待吹扫电堆进行变压上极化测试，得到极化曲线；通过所述极化曲线展现的性能对所述待吹扫电堆进行性能标定。
5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S02中，所述背压与所述温度相适配设置；所述背压的压力为50kpa～100kpa。
6.根据权利要求
7.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S03中，所述燃料气体为氢气和空气；所述待吹扫电堆的阴极入口通入空气，所述待吹扫电堆的阳极入口通入氢气。
8.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S03中，所述氢气的电流密度为0.5A/cm2～1.0A/cm2；所述空气的电流密度为0.5A/cm2～1.0A/cm2。
9.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S03中，按照计量比计，所述待吹扫电堆的阳极的供给流量为相应电流的计量比1.6～1.8；所述待吹扫电堆的阴极的供给流量为相应电流的计量比1.8～2.0；
10.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤S04中，所述吹扫时间为5min～10min。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤s01中，所述eis为1a扰动的eis；所述eis的高频阻抗频率为1000hz。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤s01中，所述活化通过如下方法实现：对所述待吹扫电堆进行梯度拉载，每次拉载的斜率优选为10a/s～50a/s，每个梯度恒流2min～10min，拉载至额定电密后恒流1h；重复执行上述步骤3～6次。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤s01中，所述性能标定通过如下方法实现：对所述待吹扫电堆进行变压上极化测试，得到极化曲线；通过所述极化曲线展现的性能对所述待吹扫电堆进行性能标定。
5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆低温冷启动吹扫程度的判断方法，其特征在于，步骤s02中，所述背压与所述温度相适配设置；所述背压的压力为50kpa～100kpa...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴兴校，
申请(专利权)人：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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