CN104617319B - Pemfc电堆电流加载方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PEMFC电堆电流加载方法，所述加载方法包括如下步骤：PEMFC燃料电池的控制器计算目标电流Im值情况下对应的目标燃料气体流速Lm，控制器将上述目标燃料气体流速Lm对应的控制信号发送至气体流量控制器进行调节，通过实时检测气体实际流速Ls得出当前电堆允许输出电流值Ip，如果实际燃料气体流速Ls对应电流值Ip大于等于当前实际电流值I0与加载阈值ΔI之和时，PEMFC燃料电池的控制器调节实际输出电流为Ip与ΔI之和，否则控制器维持当前燃料电池输出电流I0。所述方法可以有效的避免燃料电池电堆输出电压均衡值尖峰的出现，可以更好的控制电堆加载过程中电堆电压均衡性能。

Description

PEMFC电堆电流加载方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种PEMFC电堆电流加载方法。
背景技术
在燃料电池动态加载过程中，现用的加载方式都是计算目标电流值情况下对应的气体流速，将气体流速对应的电信号发送至气体流量控制器进行调节，实时检测气体流速，比如国内“蓝天号”PEMFC电动机车，每20MS检测一次气体流速并上传至中央控制器，由中央控制器计算对应气流下的电堆可抽取电流值，调节电堆的输出电流。在这个过程中，间隔20MS内气体流速的变化并不固定，所以电堆电流加载变化幅度也不断变化，从而电堆在加载过程中的电压均衡性难以控制，电压均衡值容易出现尖峰现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种PEMFC电堆电流加载方法，所述方法可以有效的避免PEMFC燃料电池输出电压均衡值尖峰的出现，可以更好的控制电堆加载过程中电压均衡性能，提高输出电压的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种PEMFC电堆电流加载方法，其特征在于所述加载方法包括如下步骤：PEMFC燃料电池的控制器计算目标电流Im值情况下对应的目标燃料气体流速Lm，控制器将上述目标燃料气体流速Lm对应的控制信号发送至气体流量控制器进行调节，通过实时检测气体实际流速Ls得出电堆允许输出电流值Ip，如果气体实际流速Ls对应的电堆允许输出电流值Ip大于等于当前实际电流值I0与加载阈值ΔI之和时，PEMFC燃料电池的控制器调节实际输出电流为Ip与ΔI之和，否则控制器维持当前燃料电池输出电流I0。
进一步的技术方案在于：所述加载阈值ΔI设定在0.2A-2A电流变化范围内，以防止电流加载时出现的燃料饥饿现象。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法通过固定电流与加载阈值电流的方式可以有效的避免PEMFC燃料电池电堆输出电压均衡值尖峰的出现，可以更好的控制电堆加载过程中电压均衡性能，提高输出电压的稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术和本发明电堆电流加载过程中的曲线；
图2是图1的局部放大图；
图3是现有技术和本发明电堆电流加载过程中电压均衡曲线；
图4-5是图3的局部放大图；
图6是现有技术和本发明电堆电流加载过程中电压变化曲线图；
图7-8为图6的局部放大图；
图9是现有技术和本发明的Cv最大时刻的单片电池电压曲线图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明公开了一种PEMFC电堆电流加载方法，所述加载方法包括如下步骤：
PEMFC燃料电池的控制器计算目标电流Im值情况下对应的目标燃料气体流速Lm，控制器将上述目标燃料气体流速Lm对应的控制信号发送至气体流量控制器进行调节，通过实时检测气体实际流速Ls得出电堆允许输出电流值Ip，如果气体实际流速Ls对应的电堆允许输出电流值Ip大于等于当前实际电流值I0与加载阈值ΔI之和时，PEMFC燃料电池的控制器调节实际输出电流为Ip与ΔI之和，否则控制器维持当前燃料电池输出电流I0，所述加载阈值ΔI范围可以设定在0.2A-2A电流变化范围内，以防止电流加载时出现的燃料饥饿现象。
如图1所示为PEMFC电堆的电流加载过程中现有技术和本发明的曲线，如图2所示为图1的局部放大图，可以看出本发明提出的方法与现有方法在电流整体加载速度上差异不大，保持不变。
如图3所示为现有技术和本发明电堆加载过程中电压均衡曲线。如图4-5所示为图3的局部放大图，从图中可以看出，原有加载方式会使电压均衡值瞬间出现一个高值尖峰，而新提出的加载方式可以有效的避免尖峰的出现，可以对更好的控制电堆加载过程中电压均衡性能。如图6所示为现有技术和本发明电堆加载过程中电压变化曲线图，图7-8为图6的局部放大图，从图中可以看出本方法与现有方法对电堆电压的影响差异不大，并不明显。如图9所示为电堆加载过程中现有技术和本发明的Cv最大时刻的单片电池电压情况，可以看出本方法对Cv的控制明显更好，其中
Cv表示各单片电池电压偏离平均电压的程度，Vi为单片电池电压，i为电池序号数，为单片电池平均电压。
所述方法通过固定电流与加载阈值电流的方式可以有效的避免PEMFC燃料电池输出电压均衡值尖峰的出现，可以更好的控制电堆加载过程中电压均衡性能，提高输出电压的稳定性。

Claims (2)

1.一种PEMFC电堆电流加载方法，其特征在于所述加载方法包括如下步骤：PEMFC燃料电池的控制器计算目标电流Im值情况下对应的目标燃料气体流速Lm，控制器将上述目标燃料气体流速Lm对应的控制信号发送至气体流量控制器进行调节，通过实时检测气体实际流速Ls得出电堆允许输出电流值Ip，如果气体实际流速Ls对应的电堆允许输出电流值Ip大于等于当前实际电流值I0与加载阈值ΔI之和时，PEMFC燃料电池的控制器调节实际输出电流为Ip与ΔI之和，否则控制器维持当前燃料电池输出电流I0。
2.根据权利要求1所述的PEMFC电堆电流加载方法，其特征在于：所述加载阈值ΔI设定在0.2A-2A电流范围内。
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