本发明专利技术公开了一种燃料电池系统的检测方法和装置，其中，该方法包括：降低燃料电池系统中反应气的化学计量比；根据电池堆中一个或多个节电池的在降低上述化学计量比的情况下的电压偏差来判断上述电池堆中的节电池是否出现性能异常以及评估电池堆整体的性能状况，并通过调节反应气化学计量比控制范围、反应气流量等参数预防电池堆及节电池的故障发生，提高电池寿命。本发明专利技术解决了相关技术中电池堆当前健康状况难以有效评估而导致的无法预估可能的电池堆故障并采取有效补救措施，造成电池堆性能和寿命下降的技术问题，达到了实现燃料电池堆在工作过程中的自检测，并评估电池堆及节电池健康状况的技术效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种燃料电池系统的检测方法和装置。
技术介绍
燃料电池是一种使用环境友好、高效、长寿命的发电装置。下面以质子交换膜燃料电池(简称为PEMFC)为例来说明书燃料电池的工作原理:燃料气体从阳极侧进入，燃料气体中的氢原子在阳极侧失去电子变成质子，质子穿过质子交换膜到达阴极，电子同时经由外部回路也到达阴极。在阴极质子和电子与氧气结合生成水，从而产生电能。由上述分析可知，燃料电池采用的是非燃烧的方式将化学能转化为电能，由于不受卡诺循环的限制采用燃料电池直接发电，发电效率可高达45%。以电池堆为核心的发电装置，燃料电池系统集成了电源管理，热管理等模块，具有热、电、水、气统筹管理的特征。燃料电池系统产品从固定式电站到移动式电源，从电动汽车到航天飞船，从军用装备到民用产品都有着广泛的应用。在实际应用中，燃料电池的电池堆在运行的过程中会出现以下情况的性能衰减:I)在低化学计量比的反应气输入条件下，节电池电压输出的不一致性会增加。由于电池堆内部，每节单电池的膜电极的制备工艺不一定是相同的，这也就导致了在电池堆性能衰减的情况下，不同节电池的衰减程度是不同的；进一步的，流场的加工精度也是不一致的，流场设计存在一定的缺陷，从而导致每节单电池获得的反应气流量的分布是不均匀的。在低化学计量比的反应气输入条件下，反应气流量分布的不均匀性将被放大，从而导致节电池电压输出的不一致性增加。在电池堆性能衰减的过程中，性能较差的节电池衰减速度会越来越快，由于衰减较快的节点池需要达到与其它节电池同样的电流强度，从而就导致了恶性循环，导致节电池之间的性能差异逐渐增加。2)电池堆中各节电池的整体输出性能也会衰减。这主要是由于长期运行以及反复开关机，造成膜电极性能的衰减，其中，主要包括:催化剂与碳载体的腐蚀以及膜材料的性能衰减等。因此，在电池堆的运行过程中，实时监测和判断电池堆的健康状况，并及时确定出时哪些节电池出现了严重的性能衰减，从而合理地调整电池堆的运行条件，从而减缓电池堆的衰减速度，延长电池堆寿命就显得尤为重要。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种燃料电池系统的检测方法和装置，以至少解决相关技术中电池堆当前健康状况难以有效评估而导致的无法预估可能的电池堆故障并采取有效补救措施，造成电池堆性能和寿命下降的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种燃料电池系统的检测方法，包括:降低燃料电池系统中反应气的化学计量比；根据电池堆中一个或多个节电池的在降低所述化学计量比的情况下的电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常。优选地，根据所述电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常包括:将所述电池堆中电压偏差大于电压偏差阈值的节电池作为性能异常的节电池。优选地，降低所述化学计量比包括:在所述电池堆对外功率输出恒定且燃料电池系统的附属部件(Balance of Plant，简称为Β0Ρ，包括反应气体输送所需要的泵等动力部件)的反应气供应恒定的情况下，增加所述电池堆的功率输出。优选地，在根据所述电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常之后，上述方法还包括:确定所述电池堆中各个节电池的电压均方差；根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能；其中，所述-JZafi2其中，η是所述电池堆 节电池的电压均方差=〃 V 1 ，中节电池的数量，i表示节电池的编号，Λ Vi表示第i个节电池的电压偏差。优选地，根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能包括:如果所述节电池的电压均方差大于均方差阈值，则确定出所述电池堆的性能异常。优选地，根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能包括:以化学计量比的倒数作为横坐标，以节电池的电压均方差作为纵坐标绘制初始标准均方差曲线和改变化学计量比后的电池电压均方差曲线；对所述初始标准均方差曲线和所述改变化学计量比后的电池电压均方差曲线进行比较，确定出所述电池堆的健康程度和/或反馈对所述电池堆进行调整的参数。优选地，对所述初始标准均方差曲线和所述化学计量比下的电池电压均方差曲线进行比较，确定出所述电池堆的健康程度/或反馈对所述电池堆进行调整的参数包括:将所述初始标准均方差曲线中从开始出现节电池电压均方差到节电池电压均方差达到所述均方差阈值时对应的曲线作为第一曲线；将所述改变化学计量比后的电池电压均方差曲线中从开始出现节电池电压均方差到节电池电压均方差达到所述均方差阈值时对应的曲线作为第二曲线；确定所述第一曲线、所述第二曲线和所述均方差阈值对应的直线这三条线所围成的区域的面积；根据确定出的所述面积确定所述电池堆的健康程度和/或反馈所述第二曲线和所述直线的交点所对应的横坐标，其中，反馈的所述横坐标用于调整所述化学计量比的操作范围。优选地，在根据所述电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常之后，上述方法还包括；获取所述电池堆中各个节电池的初始平均电压和在运行预定时间后的平均电压；根据所述初始平均电压和所述欲行`预定时间后的平均电压之间的差值调整反应气的流量输入。根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种燃料电池系统的检测装置，包括:调整单元，用于降低燃料电池系统中反应气的化学计量比；第一判断单元，用于根据电池堆中一个或多个节电池的在降低所述化学计量比的情况下的电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常。优选地，上述装置还包括:确定单元，用于在所述第一判断根据所述电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常之后，确定所述电池堆中各个节电池的电压均方差；第二判断单元，用于根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能；其中，所述均方差权利要求1.一种燃料电池系统的检测方法，其特征在于，包括: 降低燃料电池系统中反应气的化学计量比； 根据电池堆中一个或多个节电池的在降低所述化学计量比的情况下的电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常包括: 将所述电池堆中电压偏差大于电压偏差阈值的节电池作为性能异常的节电池。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，降低所述化学计量比包括: 在所述电池堆对外功率输出恒定且燃料电池系统的附属部件BOP的反应气供应恒定的情况下，增加所述电池堆的功率输出。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常之后，所述方法还包括: 确定所述电池堆中各个节电池的电压均方差； 根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能； 其中，所述节电池的电压均方差5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能包括: 如果所述节电池的电压均方差大于均方差阈值，则确定出所述电池堆的性能异常。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述电压均方差判断所述电池堆的性能包括: 以化学计量比的倒数作为横坐标，以节电池的电压均方差作为纵坐标绘制初始标准均方差曲线和改变化学计量比后的电池电压均方差曲线； 对所述初始标准均方差曲线和所述改变化学计量比后的电池电压均方差曲线进行比较，确定出所述电池堆的健康程度和/或反馈对所述电池堆进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池系统的检测方法，其特征在于，包括：降低燃料电池系统中反应气的化学计量比；根据电池堆中一个或多个节电池的在降低所述化学计量比的情况下的电压偏差来判断所述电池堆中的节电池是否出现性能异常。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高建龙，汤浩，殷聪，陶诗涌，练勇，高玉，张伟明，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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