本發(fā)明涉及燃料電池檢測(cè)，具體涉及一種燃料電池泄漏檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、燃料電池是氫氣和空氣反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。包含氫氣路、空氣路和冷卻液路三路，氫氣路和空氣路提供反應(yīng)所需的氣體，冷卻液路提供反應(yīng)散熱所需的冷卻液。

2、氫氣路、空氣路與冷卻液路之間如果出現(xiàn)竄漏，一方面會(huì)使冷卻液進(jìn)入到氫氣路或空氣路后覆蓋膜電極反應(yīng)活性位點(diǎn)，性能降低，影響燃料電池使用壽命；另一方面，氫氣路、空氣路中的氣體進(jìn)入冷卻液路會(huì)造成電堆溫度分布不均，形成局部熱點(diǎn)，影響燃料電池使用壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成燃料電池?zé)g，影響燃料電池系統(tǒng)使用安全。因此，在燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中如何有效的監(jiān)控氣路和冷卻液路的泄漏至關(guān)重要。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅是針對(duì)于冷卻液到氣路的泄漏，或是氫氣路向冷卻液路的泄漏進(jìn)行監(jiān)控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)冷卻液路和氣路的雙向泄漏的監(jiān)控，而在燃料電池運(yùn)行過(guò)程中若氣路和冷卻液路出現(xiàn)相互泄漏不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)會(huì)影響電池的效率和壽命，嚴(yán)重時(shí)造成安全性問(wèn)題。因此，需要一種檢測(cè)方法和裝置實(shí)現(xiàn)燃料電池運(yùn)行中氣路和冷卻液路是否出現(xiàn)相互泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種檢測(cè)方法及裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)氣路和冷卻液路是否出現(xiàn)相互泄漏進(jìn)行檢測(cè)。

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種燃料電池泄漏檢測(cè)方法，獲取燃料電池的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)并對(duì)應(yīng)各參數(shù)設(shè)定閾值，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)包括氫氣路進(jìn)出口壓降、空氣路進(jìn)出口壓降、燃料電池的進(jìn)出口溫度、燃料電池阻抗值、冷卻液泵轉(zhuǎn)速、水泵出口壓力變化值以及燃料電池在預(yù)定時(shí)段內(nèi)電壓變化率，其中燃料電池阻抗值包括高頻阻抗值和低頻阻抗值；實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的各閾值包括氫氣路進(jìn)出口壓降閾值、空氣路進(jìn)出口壓降閾值、冷卻液路進(jìn)出口溫度閾值、燃料電池阻抗閾值、冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值、冷卻液泵出口壓力變化閾值以及電壓變化率閾值，燃料電池阻抗閾值包含高頻阻抗閾值和低頻阻抗閾值；根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值來(lái)確定氣路與冷卻液路之間是否發(fā)生泄漏。

3、優(yōu)選的，氣體是否向冷卻液路泄漏判斷依據(jù)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)燃料電池的冷卻液泵轉(zhuǎn)速、冷卻液泵出口壓力變化值、冷卻液路進(jìn)出口溫度和溫差，判斷過(guò)程中所涉及的閾值包括：冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值、冷卻液泵出口壓力變化閾值、冷卻液路進(jìn)出口溫度閾值。

4、優(yōu)選的，氣體是否向冷卻液路泄漏判斷的具體過(guò)程如下，

5、s1：獲取運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)包括燃料電池的冷卻液泵轉(zhuǎn)速、冷卻液泵出口壓力變化值、冷卻液路進(jìn)出口溫度和溫差；獲取閾值包括冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值、冷卻液泵出口壓力變化閾值、冷卻液路進(jìn)出口溫度閾值；

6、s2：判斷預(yù)定時(shí)間段內(nèi)冷卻液泵出口壓力變化值大于冷卻液泵出口壓力變化閾值時(shí)進(jìn)入s3；

7、s3：判斷燃料電池的出口溫度是否增大至出口溫度閾值；若否則進(jìn)入s7；若是則進(jìn)入s4；

8、s4：判斷冷卻液泵轉(zhuǎn)速是否減小至冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值；若否則進(jìn)入s7；若是則進(jìn)入s5；

9、s5：調(diào)整冷卻液泵轉(zhuǎn)速，在設(shè)定的溫差內(nèi)將進(jìn)出口溫度調(diào)整至正常范圍；

10、s6：判斷冷卻液泵轉(zhuǎn)速是否高于冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值；若否則進(jìn)入s7；若是則進(jìn)入s8；

11、s7：排查異常原因；結(jié)束運(yùn)行；

12、s8：判定氣體泄漏至冷卻液路，結(jié)束運(yùn)行。

13、優(yōu)選的，冷卻液是否泄漏至氣路依據(jù)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)電壓變化率、氫氣路進(jìn)出口壓降、空氣路進(jìn)出口壓降、燃料電池阻抗值以及各對(duì)應(yīng)閾值來(lái)判斷；冷卻液是否泄漏至氣路所涉及的閾值包括電壓變化率閾值、氫氣路進(jìn)出口壓降閾值、空氣路進(jìn)出口壓降閾值、燃料電池阻抗閾值。

14、優(yōu)選的，冷卻液是否泄漏至氣路的具體過(guò)程如下：

15、s1：獲取運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和閾值：預(yù)定時(shí)間段內(nèi)電壓變化率、氫氣路進(jìn)出口壓降、空氣路的進(jìn)出口壓降、燃料電池阻抗值；所涉及的閾值包括電壓變化率閾值、氫氣路進(jìn)出口壓降閾值、空氣路進(jìn)出口壓降閾值、燃料電池阻抗閾值(包含高頻阻抗閾值和低頻阻抗閾值)；

16、s2：判斷預(yù)定時(shí)間段內(nèi)電壓變化率大于電壓變化率閾值時(shí)進(jìn)入s3；

17、s3：判斷操作條件是否偏離設(shè)定值：若操作條件偏離設(shè)定值則對(duì)操作條件進(jìn)行修正，操作條件修正后電壓變化率在其閾值內(nèi)變化則繼續(xù)運(yùn)行；若操作條件未偏離設(shè)定值則進(jìn)入s4；

18、s4：判斷氣路進(jìn)出口壓降是否大于其對(duì)應(yīng)的閾值，高頻和低頻阻抗是否大于燃料電池阻抗閾值；

19、s5：判斷氫氣路進(jìn)出口壓降增大是否超過(guò)氫氣路進(jìn)出口壓降閾值，高頻和低頻阻抗都增大，且高頻阻抗增大是否超過(guò)燃料電池阻抗閾值；若氫氣路進(jìn)出口壓降增大且超過(guò)氫氣路進(jìn)出口壓降閾值，高頻和低頻阻抗都增大，且高頻阻抗增大并超過(guò)燃料電池阻抗閾值，則判斷冷卻液路向氫氣路發(fā)生泄漏；若否則進(jìn)入s5；

20、s6：若空氣路進(jìn)出口壓降增大且超過(guò)空氣路進(jìn)出口壓降閾值，高頻和低頻阻抗都增大，且低頻阻抗增大超過(guò)閾值，則判定冷卻液路泄漏至氫氣路；

21、s7：排查異常原因、冷卻液路泄漏至氫氣路或冷卻液路泄漏至空氣路后結(jié)束運(yùn)行。

22、一種燃料電池泄漏檢測(cè)裝置，所述裝置包括控制模塊，控制模塊連接存儲(chǔ)模塊、傳輸模塊、輸入模塊、輸出模塊和被控體系，所述裝置獲取實(shí)際運(yùn)行參數(shù)并存儲(chǔ)各參數(shù)設(shè)定閾值。

23、本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明方法根據(jù)檢測(cè)裝置獲取燃料電池的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)各參數(shù)設(shè)定閾值來(lái)確定氣路與冷卻液路之間是否發(fā)生泄漏，解決了燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中如何有效的監(jiān)控氣路和冷卻液路是否泄漏的問(wèn)題，不僅監(jiān)控了冷卻液路向氣路泄漏的問(wèn)題，同時(shí)監(jiān)控氣體向冷卻液路是否泄漏；保障了燃料電池的運(yùn)行安全和效率。

24、1.雙向泄漏檢測(cè)：通過(guò)分步邏輯判斷機(jī)制，既可識(shí)別氣體泄漏至冷卻液路(如氫氣或空氣泄漏冷卻液系統(tǒng))，也可檢測(cè)冷卻液泄漏至氣路(如冷卻液泄漏氫氣路或空氣路)，實(shí)現(xiàn)了雙向泄漏的同步監(jiān)控和檢測(cè)。

25、2.多參數(shù)協(xié)同分析：結(jié)合壓降、阻抗、溫度、轉(zhuǎn)速等多參數(shù)閾值判定，顯著提高了泄漏檢測(cè)的準(zhǔn)確性與可靠性。例如，通過(guò)高頻阻抗與低頻阻抗的差異變化，可精準(zhǔn)區(qū)分泄漏類型及路徑。

26、3.自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能：在檢測(cè)到參數(shù)異常時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整操作條件(如冷卻液泵轉(zhuǎn)速)，嘗試修正運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步排除誤判可能，確保診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：獲取燃料電池的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)并對(duì)應(yīng)各參數(shù)設(shè)定閾值，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)包括氫氣路進(jìn)出口壓降、空氣路進(jìn)出口壓降、燃料電池的進(jìn)出口溫度、燃料電池阻抗值、冷卻液泵轉(zhuǎn)速、水泵出口壓力變化值以及燃料電池在預(yù)定時(shí)段內(nèi)電壓變化率，其中燃料電池阻抗值包括高頻阻抗值和低頻阻抗值；實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的各閾值包括氫氣路進(jìn)出口壓降閾值、空氣路進(jìn)出口壓降閾值、冷卻液路進(jìn)出口溫度閾值、燃料電池阻抗閾值、冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值、冷卻液泵出口壓力變化閾值以及電壓變化率閾值，燃料電池阻抗閾值包含高頻阻抗閾值和低頻阻抗閾值；根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值來(lái)確定氣路與冷卻液路之間是否發(fā)生泄漏。

2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：氣體是否向冷卻液路泄漏判斷依據(jù)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)燃料電池的冷卻液泵轉(zhuǎn)速、冷卻液泵出口壓力變化值、冷卻液路進(jìn)出口溫度和溫差，判斷過(guò)程中所涉及的閾值包括：冷卻液泵轉(zhuǎn)速閾值、冷卻液泵出口壓力變化閾值、冷卻液路進(jìn)出口溫度閾值。

3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：氣體是否向冷卻液路泄漏判斷的具體過(guò)程如下，

4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：冷卻液是否泄漏至氣路依據(jù)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)電壓變化率、氫氣路進(jìn)出口壓降、空氣路進(jìn)出口壓降、燃料電池阻抗值以及各對(duì)應(yīng)閾值來(lái)判斷；冷卻液是否泄漏至氣路所涉及的閾值包括電壓變化率閾值、氫氣路進(jìn)出口壓降閾值、空氣路進(jìn)出口壓降閾值、燃料電池阻抗閾值。

5.如權(quán)利要求4所述的燃料電池泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：冷卻液是否泄漏至氣路的具體過(guò)程如下：

6.一種燃料電池泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于：所述裝置包括控制模塊(1)，控制模塊(1)連接存儲(chǔ)模塊(2)、傳輸模塊(3)、輸入模塊(4)、輸出模塊(5)和被控體系(6)，所述裝置獲取實(shí)際運(yùn)行參數(shù)并存儲(chǔ)各參數(shù)設(shè)定閾值。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃料電池檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池泄漏檢測(cè)方法及裝置。裝置獲取燃料電池的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)并存儲(chǔ)各參數(shù)設(shè)定閾值，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)包括氫氣路進(jìn)出口壓降、空氣路進(jìn)出口壓降、燃料電池的進(jìn)出口溫度、燃料電池阻抗值、冷卻液泵轉(zhuǎn)速、水泵出口壓力變化值以及燃料電池在預(yù)定時(shí)段內(nèi)電壓變化率，其中燃料電池阻抗值包括高頻阻抗值和低頻阻抗值；根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值來(lái)確定氣路與冷卻液路之間是否發(fā)生泄漏。

技術(shù)研發(fā)人員：劉敏,王昊,沈偉平,翁承健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：玉柴芯藍(lán)（江蘇）氫能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15