基於燃料電池堆參數估計自動地啟用/停用燃料電池堆再調節過程的方法
2023-09-12 13:00:20
專利名稱：基於燃料電池堆參數估計自動地啟用/停用燃料電池堆再調節過程的方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於確定何時再調節燃料電池堆以及何時禁止再調節燃料電池堆的系統和方法，且更具體地涉及用於確定何時再調節燃料電池堆以及何時停用燃料電池堆的再調節的系統和方法，包括在燃料電池堆最大功率估計值下降低於第一預定功率閾值時觸發燃料電池堆再調節過程；如果燃料電池堆再調節並未將最大燃料電池堆功率估計值升高高於第二預定功率閾值，則停用燃料電池堆的再調節；以及/或如果自上一次再調節過程以來的再調節觸發時間小於預定時間閾值，則停用燃料電池堆的再調節。
背景技術：
氫是非常有吸引力的燃料，因為氫是清潔的且能夠用於在燃料電池中有效地產生電力。氫燃料電池是電化學裝置，包括陽極和陰極，電解質在陽極和陰極之間。陽極接收氫氣且陰極接收氧或空氣。氫氣在陽極催化劑處分解以產生自由質子和電子。質子穿過電解質到達陰極。質子與氧和電子在陰極催化劑處反應產生水。來自於陽極的電子不能穿過電解質，且因而被引導通過負載，以在輸送至陰極之前做功。質子交換膜燃料電池(PEMFC)是車輛的普遍燃料電池。PEMFC通常包括固體聚合物電解質質子傳導膜，如全氟磺酸膜。陽極和陰極通常但不總是包括細分的催化劑顆粒，通常是諸如鉬(Pt)的高活性催化劑，所述催化劑顆粒通常支承在碳顆粒上且與離聚物混合。 催化劑混合物沉積在膜的相對側上。陽極催化劑混合物、陰極催化劑混合物和膜的組合限定了膜電極組件(MEA)。MEA的製造相對昂貴且需要某些條件以有效操作。多個燃料電池通常組合成燃料電池堆以產生期望功率。例如，車輛的典型燃料電池堆可以具有兩百或更多堆疊的燃料電池。燃料電池堆接收陰極輸入氣體，通常是由壓縮機強制通過燃料電池堆的空氣流。不是所有的氧都由燃料電池堆消耗，且一些空氣作為陰極廢氣輸出，所述陰極廢氣可以包括作為燃料電池堆的副產物的水。燃料電池堆也接收流入燃料電池堆的陽極側的陽極氫輸入氣體。燃料電池堆包括位於燃料電池堆中多個MEA之間的一系列雙極板，其中，雙極板和MEA設置在兩個端板之間。雙極板包括用於燃料電池堆中的相鄰燃料電池的陽極側和陰極側。陽極氣體流場設置在雙極板的陽極側上，且允許陽極反應物氣體流向相應MEA。陰極氣體流場設置在雙極板的陰極側上，且允許陰極反應物氣體流向相應MEA。一個端板包括陽極氣體流動通道，另一個端板包括陰極氣體流動通道。雙極板和端板由導電材料製成，如不鏽鋼或導電複合物。端板將燃料電池產生的電傳導到燃料電池堆之外。雙極板也包括冷卻流體流經的流動通道。燃料電池內的膜需要具有足夠的水含量，從而經過膜的離子阻力足夠低以有效地傳導質子。膜溼化可以來自於燃料電池堆水副產物或外部溼化。通過燃料電池堆流動通道的反應物流對電池膜具有乾燥效應，最明顯在反應物流的入口處。然而，在流動通道內的水滴積聚將防止反應物從中流過，且由於低的反應物氣體流可能導致電池故障，從而影響燃料電池堆穩定性。在反應物氣體流動通道內以及在氣體擴散層(GDL)內的水積聚在低燃料電池堆輸出負載時特別易出故障。如上所述，水作為燃料電池堆操作的副產物產生。因而，來自於燃料電池堆的陰極廢氣通常包括水蒸汽和液體水。本領域已知使用水蒸汽傳輸(WVT)單元來捕獲陰極廢氣中的一些水，且使用所述水來溼化陰極輸入空氣流。在水傳輸元件(如膜)的一側處的陰極廢氣由水傳輸元件吸收且傳輸給水傳輸元件的另一側處的陰極空氣流。在燃料電池系統中，存在引起燃料電池堆性能的永久喪失(如，催化劑活性的喪失、電池膜中的催化劑支承件腐蝕和形成針孔)的多個機制。然而，存在可能引起大致可逆的燃料電池堆電壓損失(如，電池膜乾燥、催化劑氧化物形成以及汙染物積聚在燃料電池堆的陽極和陰極兩側)的其它機制。因而，本領域需要去除氧化物形成和汙染物積聚以及再次水化電池膜以恢復燃料電池堆中的電池電壓損失。對於系統溼化、性能和汙染物去除來說期望潮溼燃料電池堆操作，即在高的水分量的情況下操作。然而，存在在較低水分量的情況(也稱為乾燥狀況)下操作燃料電池堆的各個理由。例如，由於水積聚，潮溼燃料電池堆操作可能導致燃料電池穩定性問題，且還可能導致引起碳腐蝕的陽極隔絕氧氣(anode starvation).此外，由於在燃料電池堆的各個位置處的液體水凍結，潮溼燃料電池堆操作在冷凍狀況下可能是有問題的。因而，本領域需要針對非潮溼操作狀況優化的系統。於 2009 年 10 月 16 日提交的、題為"Automated procedure for executing in-situ fuel cell stack reconditioning」、轉讓給本申請的受讓者且作為參考併入本文的美國專利申請序列號12/580,912公開了用於再調節燃料電池堆的系統和方法，包括增加燃料電池堆的陰極側的溼化水平以水化電池膜且在系統關閉時將氫提供給燃料電池堆的陰極側，其中，所述系統監測再調節事件觸發、再調節閾值和再調節系統檢查，從而可以在車輛操作期間提供再調節過程。通常，燃料電池堆再調節包括在相對高溼度的情況下運行燃料電池堆以從燃料電池堆去除汙染物以從燃料電池堆降級恢復。然而，再調節是異常操作且將燃料電池堆暴露於潮溼操作，如果液體水終止在陽極流場且低陽極流率不能將它們吹掃出，可能引起可靠性問題。因而，應當僅在絕對必要時執行再調節。先前燃料電池堆再調節觸發包括通過監測車輛行程(trip)或關鍵循環的數量來觸發再調節。如果行程數量超過閾值，這被認為表示之後燃料電池堆電壓會降級的時間，則觸發再調節過程。然而，可以進行觸發再調節過程的改進，從而再調節僅在必要時執行以減少異常操作狀況。
發明內容
根據本發明的教導，公開了用於確定何時觸發燃料電池堆的再調節以及何時停用燃料電池堆的再調節的系統和方法。在一個實施例中，在最大燃料電池堆功率估計值下降低於第一預定功率閾值時觸發燃料電池堆再調節。如果再調節過程並未將最大功率估計值升高高於第二預定功率閾值或從一個再調節觸發到下一個再調節觸發的時間小於預定時間閾值或兩者兼而有之，則燃料電池堆的再調節能夠被停用，從而在發生觸發時不被執行。方案1. 一種用於觸發和停用燃料電池堆再調節過程的方法，所述方法包括 確定燃料電池堆中的燃料電池的電壓和電流；基於所確定的電壓和電流生成燃料電池堆的極化曲線； 基於所述極化曲線估計極化曲線參數；
基於所述極化曲線參數確定燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值； 如果最大功率估計值在預定時間段內下降低於第一預定最大功率閾值，那麼觸發燃料電池堆再調節過程；以及
在最大燃料電池堆功率估計值從先前燃料電池堆再調節過程增加之後，每當最大燃料電池堆功率估計值下降低於第一預定最大功率閾值時，觸發再調節過程。方案2.根據方案1所述的方法，其中，所述第一預定最大功率閾值在60和70 kff 之間。方案3.根據方案1所述的方法，還包括在完成再調節過程之後，如果燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值未增加高於第二預定最大功率閾值，那麼停用燃料電池堆再調節過程。方案4.根據方案3所述的方法，其中，所述第二預定最大功率閾值在72和75 kff 之間。方案5.根據方案1所述的方法，還包括如果從先前燃料電池堆再調節過程結束到下一次再調節過程觸發的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。方案6.根據方案1所述的方法，還包括如果最大燃料電池堆功率估計值的估計燃料電池堆降級速率指示到下一次再調節過程的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。方案7.根據方案1所述的方法，其中，執行再調節過程包括在燃料電池堆關閉期間提供燃料電池堆陰極側的氫接管；以及等待汙染物由於增加的溼化水平和氫接管而去除。方案8. —種用於觸發和停用燃料電池堆再調節過程的方法，所述方法包括 確定燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值；
如果最大功率估計值在預定時間段內下降低於第一預定最大功率閾值，那麼觸發燃料電池堆再調節過程；
在最大燃料電池堆功率估計值從先前燃料電池堆再調節過程增加之後，每當最大燃料電池堆功率估計值下降低於第一預定最大功率閾值時，觸發再調節過程；以及
在完成再調節過程之後，如果燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值未增加高於第二預定最大功率閾值，那麼停用燃料電池堆再調節過程。方案9.根據方案8所述的方法，其中，所述第一預定最大功率閾值是70 kW。方案10.根據方案8所述的方法，其中，所述第二預定最大功率閾值是72 kW。方案11.根據方案8所述的方法，其中，執行再調節過程包括在燃料電池堆關閉期間提供燃料電池堆陰極側的氫接管；以及等待汙染物由於增加的溼化水平和氫接管而去除。方案12. —種用於觸發和停用燃料電池堆再調節過程的方法，所述方法包括 確定燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值；
如果最大功率估計值在預定時間段內下降低於預定最大功率閾值，那麼觸發燃料電池堆再調節過程；在最大燃料電池堆功率估計值從先前再調節過程增加之後，每當最大燃料電池堆功率估計值下降低於預定最大功率閾值時，觸發再調節過程；以及
如果從先前燃料電池堆再調節過程結束到下一次再調節過程觸發的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。方案13.根據方案12所述的方法，還包括如果最大燃料電池堆功率估計值的估計燃料電池堆降級速率指示到下一次再調節過程的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。方案14.根據方案12所述的方法，其中，所述預定最大功率閾值是70 kW。方案15.根據方案12所述的方法，其中，執行再調節過程包括在燃料電池堆關閉期間提供燃料電池堆陰極側的氫接管；以及等待汙染物由於增加的溼化水平和氫接管而去除。本發明的附加特徵將從以下說明和所附權利要求書結合附圖顯而易見。
圖1是燃料電池系統的框圖2是流程圖，示出了再調節過程，用於通過再調節過程去除燃料電池堆中的氧化和汙染物積聚；
圖3是示出了用於觸發燃料電池堆再調節過程且停用燃料電池堆再調節過程的提出過程的框圖4是示出了基於燃料電池堆功率觸發燃料電池堆再調節時以及停用燃料電池堆再調節時的時幀的曲線圖，水平軸為時間，豎直軸為燃料電池堆功率；和
圖5是示出了基於燃料電池堆輸出功率來觸發燃料電池堆再調節以及基於再調節觸發之間的時間來停用燃料電池堆再調節的方法的曲線圖，水平軸為時間，豎直軸為燃料電池堆功率。
具體實施例方式涉及用於觸發燃料電池堆再調節過程且停用燃料電池堆再調節過程的系統和方法的本發明實施例的以下闡述本質上僅僅是示例性的且不旨在以任何方式限制本發明或其應用或使用。圖1是包括燃料電池堆12的燃料電池系統10的示意性框圖。燃料電池堆12在陽極輸入管線18上從氫源16接收氫，且在管線20上提供陽極廢氣。壓縮機22通過水蒸汽傳輸(WVT)單元32將空氣流在陰極輸入管線14上提供給燃料電池堆12的陰極側，WVT單元32溼化陰極輸入空氣。WVT單元32在該實施例中用作非限制性示例，其中，其它類型的溼化裝置可應用於溼化陰極輸入空氣，如焓輪、蒸發器等。陰極廢氣在陰極廢氣管線沈上從燃料電池堆12輸出。廢氣管線沈將陰極廢氣引導到WVT單元32，以提供溼度以便溼化陰極輸入空氣。旁通管線30圍繞WVT單元32設置以將陰極廢氣中的一些或全部引導繞過 WVT單元32，與本文所述一致。在替代實施例中，旁通管線30可以是入口旁通。旁通閥34 設置在旁通管線30中且被控制以將陰極廢氣限制性地重新引導通過或繞過WVT單元32，以將所需量的溼度提供給陰極輸入空氣。
控制器36控制旁通閥34是開啟還是閉合以及旁通閥34開啟多大。通過控制旁通閥34，控制器36能夠確定多少陰極廢氣被引導通過WVT單元32，且因而來自於陰極廢氣的多少水將用於溼化陰極輸入空氣。陰極出口溼度根據燃料電池堆操作狀況而變，燃料電池堆操作狀況包括陰極和陽極入口相對溼度、陰極和陽極化學計量比、壓力和溫度。在下文所述的再調節期間，期望增加膜的溼化水平。這通常通過增加陰極出口相對溼度來完成。在該實施例中，旁通閥34在燃料電池堆再調節期間被控制以增加陰極入口空氣的溼化水平。然後，燃料電池堆操作狀況設定點將被管理以將陰極出口相對溼度進一步增加到設定點，如本領域已知的那樣。示例包括降低燃料電池堆溫度或減少陰極化學計量比。燃料電池堆12可相對乾燥地操作，如陰極入口和廢氣相對溼度小於100%。在延長時間段內這種乾燥燃料電池堆操作可導致燃料電池堆12中的部件(如電池膜和MEA催化劑層)的乾燥。當燃料電池堆12產生的水量低時，燃料電池堆12的乾燥在低功率操作下更可能發生，但是在高功率下更顯著。此外，在低功率和高電池電壓下的操作導致催化劑上氧化物形成的更高速率，尤其是在使用貴金屬催化劑時。如下文所述，提供燃料電池堆再調節以從燃料電池堆12內去除影響燃料電池堆性能的汙染物，例如硫酸鹽和氯化物。在燃料電池堆再調節期間，燃料電池堆12以準規則間隔在潮溼狀況下操作。通過使得燃料電池堆相對潮溼地操作，各種鐵和其它分子將進入燃料電池堆12內的溶液中且將能夠更好地由通過反應物氣體流動通道的水流驅出。例如， 這種潮溼狀況在高電流密度時可以超過110%相對溼度，但是可以使用其它百分比的相對溼度。燃料電池系統關閉，同時保持這些潮溼狀況。緊接在燃料電池系統10關閉之後，陰極側催化劑用氫以及其它氣體混合物(如，氮和水蒸汽)覆蓋。該過程在下文更詳細地描述。圖2是流程圖40，示出了用於再調節燃料電池堆12的可能步驟，從而允許恢復燃料電池堆12的電壓。在框42，系統啟動是第一步驟。控制器36在判斷菱形塊44確定是否需要燃料電池堆12的再調節。本發明設想能夠檢測會需要燃料電池堆12再調節的燃料電池堆汙染物的影響(例如，低電壓、低溼度水平、低燃料電池堆功率等)的任何合適算法或裝置。如果控制器36在判斷菱形塊44確定不需要燃料電池堆12的再調節，那麼在框46控制器36不啟用再調節過程且燃料電池系統10在正常操作狀況下操作。然而，如果控制器36在判斷菱形塊44確定需要燃料電池堆12的再調節，那麼觸發再調節燃料電池堆12的過程。執行再調節過程所需的控制和標定嵌入在控制器36的軟體中。在框48，控制器36改變操作狀況，使得與正常操作狀況下將發生的相比，管線沈上的陰極廢氣在更潮溼的狀況下操作。這種潮溼狀況的示例是管線26上的陰極廢氣相對溼度超過100%相對溼度，取決於陽極和陰極氣體的速度。如果氣體速度低，可保持管線沈上的正常出口相對溼度。然而，本領域技術人員將清楚，可以使用具有不同的出口相對溼度和變化氣體速度的潮溼狀況。接下來，在框50，控制器36等待電池MEA飽和至期望相對溼度水平。在框50，在飽和期間在陽極或陰極側上燃料電池堆溢流的液體水可以通過主動地控制排洩、排放或其它系統閥來管理，或者可以通過增加陰極化學計量比來管理。避免燃料電池堆12溢流的一個示例是在較高電流密度下操作燃料電池堆，從而使用較高陰極和陽極速度。然而，本領域技術人員將認識到，存在防止溢流的其它方法。
通過示例，電池MEA飽和至期望溼度水平所需的時間量在燃料電池堆電流密度在 0.4-1 A/cm2範圍內時可以是超過20分鐘的時間段。較低電流密度也可能是有效的；然而， 它們可能需要比高電流密度更長的運行時間。本領域技術人員將容易認識到，不同時間段和不同電流密度範圍將實現期望飽和水平。因而，該示例不旨在以任何方式限制本發明的範圍。一旦在框50電池MEA飽和至期望溼度水平，控制器36就在框52在系統關閉後啟動陰極還原。陰極還原需要氫用於接管和覆蓋燃料電池堆12的陰極側。在該過程期間，不使用系統在關閉後通常經歷的任何乾燥吹掃。通過在系統關閉後保持燃料電池堆12的陽極側中的過量氫，氫能夠通過滲透經過膜，通過直接噴射到陰極側，或者其組合，以消耗可用氧。通過使用氫消耗燃料電池堆12的陰極側上的氧，減少了陰極側中的各種汙染物，例如可能粘附到陰極催化劑中的鉬部位的汙染物。重要的是，在該過程步驟期間，防止負載施加到燃料電池堆12，這將加速氧消耗。因而，至此所述的過程包括首先通過將陰極入口空氣溼化高於正常溼度水平而使得燃料電池堆12中的燃料電池中的MEA飽和，然後保持飽和水平至系統關閉，在系統關閉時間，氫在無負載狀況下引入燃料電池堆12的陽極側以消耗陰極側上的氧。當然，在某些操作狀況(例如，冷凍狀況)下，存在關於在系統關閉之後燃料電池堆12可以多潮溼的限制。在陰極側在框52用氫充分覆蓋之後，控制器36在框M等待一定時間段以允許汙染物去除。通過示例，且絕不旨在限制本發明的範圍，允許汙染物去除的時間量可以是20 分鐘。附加浸泡時間可能是有益的，因為在系統冷卻下來時更多的水蒸汽將冷凝，這將用於去除更大比例的汙染物。如果在框56在系統啟動之前未滿足所需時間量，益處可能不會完全實現，且過程可能需要重複。在成功再調節之後，當燃料電池系統10在框56重新啟動時， 其應當在其正常操作狀況下工作。在未成功再調節的情況下，控制器將採取合適的步驟，如本文所述。上述過程增強燃料電池MEA使得燃料和氧化物反應的能力，因為 (1)較高比例的液體水允許洗掉任何可溶汙染物，(2)較高水平的膜電極飽和度增加了膜和電極的質子傳導率，(3)在潮溼狀況下電壓的減少引起硫酸鹽(
ZfS不)狀有害物質表面覆蓋的減少，其然後在隨後操作期間被衝掉，以及(4)表面氧化物
(如氧化鉬(PtO)和氫氧化鉬(PtOH))的還原，這將暴露更多的貴金屬部位。因而，燃料電池堆12再調節過程將藉助於減少與膜阻力和催化劑層性能有關的電壓損失而提供電池電壓性能增加。試驗表明，該益處可以高達50 mV每個電池。該增加可維持數百小時，且可以重複類似水平的恢復。由於該增加，燃料電池堆壽命將增加，導致燃料電池堆12的更長工作壽命。該過程的規則間隔將導致較高水平的最大性能和較大的系統效率。該過程還可以用於再次溼化任何陰極水再溼化裝置，如WVT單元32。進入、退出和確定再調節是否成功的更詳細討論在下文描述，且可應用於在車輛操作時執行的再調節過程。更具體地，如下所述，用於操作再調節過程的算法包括觸發再調節過程的算法、保護系統和車輛操作者不受再調節過程引起的改變狀況導致的任何不利副作用的算法、確定系統是否成功溼化的算法、確定執行哪種類型的關閉的算法、以及確定再調節過程是否成功的算法。再調節過程使用對於正常操作來時不是最優的改變操作狀況。因而，期望僅定期地執行再調節過程。這可以基於日曆時間、帶負載運行時間(time on load)、車輛行程、電壓降級等。上述每種算法具有益處和缺陷，但是重要的是，定期地執行再調節過程以使得由於再調節可能引起的總體效率、性能和/或耐用性影響最大化。此外，需要保護系統不受改變狀況引起的不利副作用。在再調節過程期間允許的潮溼操作會導致陽極隔絕氧氣。這通過積極排洩策略來消除。然而，如果檢測到隔絕氧氣，算法可以中止且可以恢復正常操作。 潮溼操作在冰凍事件時也將系統置於困難的風險。因而，如果檢測到冰凍事件的風險，那麼不執行或中止再調節過程。此外，由於積極負載曲線的功率限制，潮溼操作將影響車輛性能。如果性能被限制，再調節過程可以中止且返回正常操作狀況和性能。再調節過程的關鍵部分是充分地溼化燃料電池堆12。為了在顧客使用期間一致地發生溼化，必須改變操作狀況，使得該溼化在普通負載曲線(例如EPA城市循環)下發生。還重要的是，系統知道何時達到充分的溼化水平。這可以使用水緩衝模型(WBM)完成，以估計燃料電池堆12的膜和擴散介質中存在的水量。如上所述，期望在MEA充分潮溼之後執行陰極還原關閉。當駕駛員啟動關閉時，可以存在使用前述WBM標準來確定執行哪種類型的關閉的邏輯。如果確定MEA充分溼化，那麼可以執行陰極還原關閉。如果先前運行未充分溼化MEA，可啟動正常關閉程序。這是重要的， 因為陰極還原關閉導致一些肯定性能增益，且不執行其它期望功能，如用於冰凍的吹掃。最後，需要確定是否滿足關閉的所有條件。如果系統已經充分溼化、執行合適的陰極還原關閉且浸泡充分的時間量，上述所有標準已經滿足且再調節過程成功。如果否，將再次嘗試再調節過程，直到其成功或者超過預定嘗試次數。圖3是用於確定何時觸發燃料電池堆再調節且何時停用燃料電池堆再調節的系統60的框圖。在框62，電池電壓監測器確定最大電池電壓CVmax、平均電池電壓CVavg和燃料電池堆電流Jst。k，電池電壓監測器監測燃料電池堆12中的燃料電池的電壓。這些值提供給極化曲線估計框64，極化曲線估計框64估計限定燃料電池堆操作的極化曲線參數。 極化曲線估計參數能夠以任何合適的方式確定。例如，於2007年1月31日提交的、題為 「Algorithm For Online Adaptive Polarization Curve Estimation of a Fuel Cell Mack」、轉讓給本申請的受讓者且作為參考併入本文的美國專利申請序列號11/669,898 公開了一種這樣的技術且在下文闡述。電池電壓模型用於確定所述參數，如下
權利要求
1.一種用於觸發和停用燃料電池堆再調節過程的方法，所述方法包括 確定燃料電池堆中的燃料電池的電壓和電流；基於所確定的電壓和電流生成燃料電池堆的極化曲線； 基於所述極化曲線估計極化曲線參數；基於所述極化曲線參數確定燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值； 如果最大功率估計值在預定時間段內下降低於第一預定最大功率閾值，那麼觸發燃料電池堆再調節過程；以及在最大燃料電池堆功率估計值從先前燃料電池堆再調節過程增加之後，每當最大燃料電池堆功率估計值下降低於第一預定最大功率閾值時，觸發再調節過程。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一預定最大功率閾值在60和70kW之間。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括在完成再調節過程之後，如果燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值未增加高於第二預定最大功率閾值，那麼停用燃料電池堆再調節過程。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述第二預定最大功率閾值在72和75kW之間。
5.根據權利要求1所述的方法，還包括如果從先前燃料電池堆再調節過程結束到下一次再調節過程觸發的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括如果最大燃料電池堆功率估計值的估計燃料電池堆降級速率指示到下一次再調節過程的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，執行再調節過程包括在燃料電池堆關閉期間提供燃料電池堆陰極側的氫接管；以及等待汙染物由於增加的溼化水平和氫接管而去除。
8.一種用於觸發和停用燃料電池堆再調節過程的方法，所述方法包括 確定燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值；如果最大功率估計值在預定時間段內下降低於第一預定最大功率閾值，那麼觸發燃料電池堆再調節過程；在最大燃料電池堆功率估計值從先前燃料電池堆再調節過程增加之後，每當最大燃料電池堆功率估計值下降低於第一預定最大功率閾值時，觸發再調節過程；以及在完成再調節過程之後，如果燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值未增加高於第二預定最大功率閾值，那麼停用燃料電池堆再調節過程。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一預定最大功率閾值是70kW。
10.一種用於觸發和停用燃料電池堆再調節過程的方法，所述方法包括 確定燃料電池堆的最大燃料電池堆功率估計值；如果最大功率估計值在預定時間段內下降低於預定最大功率閾值，那麼觸發燃料電池堆再調節過程；在最大燃料電池堆功率估計值從先前再調節過程增加之後，每當最大燃料電池堆功率估計值下降低於預定最大功率閾值時，觸發再調節過程；以及如果從先前燃料電池堆再調節過程結束到下一次再調節過程觸發的時間小於預定時間段，那麼停用燃料電池堆再調節過程。
全文摘要
本發明涉及基於燃料電池堆參數估計自動地啟用/停用燃料電池堆再調節過程的方法。公開了用於確定何時觸發燃料電池堆的再調節以及何時停用燃料電池堆的再調節的系統和方法。在一個實施例中，在最大燃料電池堆功率估計值下降低於第一預定功率閾值時觸發燃料電池堆再調節。如果再調節過程並未將最大功率估計值升高高於第二預定功率閾值或從一個再調節觸發到下一個再調節觸發的時間小於預定時間閾值或兩者兼而有之，則燃料電池堆的再調節能夠被停用，從而在發生觸發時不被執行。
文檔編號H01M8/04GK102163726SQ20111003972
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月17日 優先權日2010年2月18日
發明者D.A.阿瑟, M.辛哈, S.加納帕蒂, T.蔡 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司