燃料电池系统-30°C冷启动防水淹策略研究

摘要

为了解决燃料电池系统在-30°C低温冷启动过程中,燃料电堆快速拉载到高功率与电堆拉载过程产生的水结成冰覆盖造成局部水淹甚至反极击穿的强耦合性,提出了一种自适应控制空气量、氢气循环量以及热管理的防水淹冷启动控制策略.在冷启动过程中,该策略以电堆平均单节电压为调节目标,通过闭环调节空气供应量、氢气循环量、电堆电流、热管理系统流量及加热量,控制策略再根据电堆最低单体电压为自适应控制影响因子,改进空气供应量、氢气循环量以及电堆电流.考虑电堆实际-30°C低温运行环境,搭建燃料电池低温系统测试平台,将传统低温冷启动控制策略与自适应防水淹控制策略的进行实验对比.结果表面,防水淹冷启动控制策略及时处理燃料电池局部水淹造成的单低现象,还快速恢复燃料电池性能,缩短冷启动时间.