【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池启停策略，具体涉及一种基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法。
技术介绍
1、燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，具有能量转化率高、无污染、噪音低的优点。随着其商业化进程的推广，市场对燃料电池输出功率提出了更高的要求，因此大活性面积的燃料电池成为一种发展趋势。但是燃料电池内部涉及水、气、热、电、力等种多物理场，这些物理场共同作用决定了电池的发电性能，然而这些物理场通常难以均匀分布，尤其是在更大的活性面积内，因此更容易造成电堆内部不同区域的不均匀衰减。此外，燃料电池启停过程容易出现氢空界面、阴极高电位以及反应气饥饿等现象，从而加速电堆衰减。针对上述问题，研究基于电流分布优化的燃料电池启停策略，成为缓解电池衰减的重要技术手段。
2、在电堆停机过程中，需要将电堆内产生的水分排出电堆，以避免由于残余水导致双极板和膜电极发生腐蚀、结冰等现象，导致电堆衰减。通常的做法是采用反应气或其他惰性气体将电堆内的残余水分直接吹扫出来，为了降低吹扫水分过程中的阴极电位，通常采用在较小的电流密度或者怠速状态下进行吹扫，这样即能够排出电堆内多余的水分，又能避免出现高电位，有助于缓解电堆衰减。在带载吹扫过程中，通常基于检测高频阻抗来判断吹扫效果，然而该方法并不能反应出电堆内部电流的分布情况，不恰当的带载吹扫策略会导致非常不均匀电流分布，从而对电堆耐久性产生不利的影响。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，以实现电堆在带载吹扫过程中保持合
2、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，用于燃料电池停机，所述方法包括：
3、电堆设置为怠速状态，以一定气量的反应气供给电堆，通过控制吹扫条件对电堆进行带载吹扫；
4、根据电堆内部的电流分布状态判断停止供气；
5、将电堆的输出电流降载至零；
6、其中，吹扫条件包括电堆工作温度范围、气体流量范围、气体温度范围、气体湿度范围、进气压力范围中的至少一种。
7、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其中，电堆工作温度范围为30℃~90℃。
8、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其中，气体流量范围为电流密度200~2000macm-2对应的气量。
9、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其中，气体温度范围为30℃~90℃。
10、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其中，气体湿度范围为0~100%rh。
11、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，进气压力范围为0~150kpa。
12、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，所述吹扫条件包括第一吹扫条件以及第二吹扫条件，所述第一吹扫条件在第一吹扫阶段实施，所述第二吹扫条件在所述第二吹扫阶段实施；
13、其中，所述第一吹扫条件包括电堆工作温度为55℃，气体流量为电流密度1000macm-2对应的气量，气体湿度为30%rh，进气压力为15kpa，带载吹扫持续120s；
14、第一吹扫条件包括电堆工作温度为55℃，气体流量为电流密度500macm-2对应的气量，气体湿度为干气，进气压力为15kpa，带载吹扫持续30s。
15、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，步骤中根据电流分布状态判断停止供气，包括当电流分布的相对标准差达到阈值，或者电流分布极大值达到阈值，停止带载吹扫和供气。
16、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，电流分布的相对标准差达到阈值为电流分布的相对标准差相较初始时刻涨幅的范围为10%~200%，和/或电流分布极大值相较初始时刻涨幅的范围为10%~200%。
17、根据本申请一些实施例中的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，还包括将放电电阻接入电堆正负极之间，使电堆放电以消耗阴阳极内残留的反应气；待电堆正负极之间的电压降至设定值以下，断开放电电阻完成停机。
18、有益效果：本专利技术从电流分布的角度出发，为优化燃料电池停机过程提供了更详细的内部电流分布信息，弥补了当前仅凭高频电阻作为判断依据的不足，而且电流分布信息能够为更深入理解燃料电池启停过程提供帮助，有助于缓解电堆衰减现象。
19、本专利技术通过优化控制带载吹扫过程中的吹扫条件，主要包括：电堆运行温度、吹扫气体流量、气体湿度、气体压力、气体温度等参数。其中，本专利技术还对吹扫时间进行优化，反应为本专利技术最优实施例中以两个阶段实现吹扫，其中，各阶段对应不同的上述吹扫参数，实现本专利技术的优化控制。实现结果表明，本专利技术上述优化方法，能够实现电堆在带载吹扫过程中保持合适的电流分布状态，缓解了吹扫过程中电堆内部电流分布集中程度，有助于缓解电堆衰减现象。
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1.一种基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，用于燃料电池停机过程，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，电堆工作温度范围为30℃~90℃。
3.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，气体流量范围为电流密度200~2000 mA cm-2对应的气量。
4.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，气体温度范围为30℃~90℃。
5.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，气体湿度范围为0~100%RH。
6.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，进气压力范围为0~150 kPa。
7.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，所述吹扫条件包括第一吹扫条件以及第二吹扫条件，所述第一吹扫条件在第一吹扫阶段实施，所述第二吹扫条件在所述第二吹扫阶段实施；
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9.根据权利要求8所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，电流分布的相对标准差达到阈值为电流分布的相对标准差相较初始时刻涨幅的范围为10%~200%，和/或电流分布极大值相较初始时刻涨幅的范围为10%~200%。
10.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，还包括将放电电阻接入电堆正负极之间，使电堆放电以消耗阴阳极内残留的反应气；待电堆正负极之间的电压降至设定值以下，断开放电电阻完成停机。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，用于燃料电池停机过程，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，电堆工作温度范围为30℃~90℃。
3.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，气体流量范围为电流密度200~2000 ma cm-2对应的气量。
4.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，气体温度范围为30℃~90℃。
5.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，其中，气体湿度范围为0~100%rh。
6.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池带载吹扫方法，其特征在于，进气压力范围为0~150 kpa。
7.根据权利要求1所述的基于电流分布优化的燃料电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朋豪，姚荣华，韩雪松，李新元，侯明，韩福江，
申请(专利权)人：国创氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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