【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于燃料電池，具體涉及一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法及裝置。
技術介紹
1、燃料電池是一種利用氫氣與氧氣在電化學反應中生成電能的設備，具有運行溫度低、功率密度高、啟動快、環境污染小等優點，被廣泛應用于交通運輸等領域。
2、燃料電池由陽極、陰極和電解質膜構成，在處于工作狀態時，氫氣供應至陽極側并分解為質子(h+)和電子(e-)，電子通過外部電路流動到陰極，產生電流。電解質膜為一層僅允許質子通過的特殊材料，可迫使電子通過外部電路移動。在陰極側，氧氣吸收由陽極流動來的電子，并與穿過電解質膜的質子結合生成排放物——水。
3、當前，燃料電池的發展受到重大關注，同時，也對其安全運行提出了更高的要求。燃料電池系統發生氫氣泄漏會產生較為嚴重安全隱患，而燃料電池系統的氫氣管路中存在較多的可能泄漏點，泄漏方式包括內漏外漏等多種形式，如電堆歧管的泄漏，各零部件的泄漏、連接管路的泄漏以及零部件的內漏等。
4、由于燃料電池系統通常應用于車輛，而在車輛運行過程中泄漏的氫氣會快速擴散，導致無法準確的測試。同時，燃料電池系統正常運行過程中即使發生氫氣泄漏，氫氣調壓功能會通過壓力閉環的方式將泄漏的氫氣進行補齊，從而使系統對氫氣泄漏情況不敏感。
5、目前，針對燃料電池氫氣泄漏的檢測方法主要采用以下兩種方式：一、利用氫濃度傳感器進行檢測；二、監控氫氣的實際消耗的速率與理論的消耗的速率的差值來判斷氫氣的泄漏。但是，第一種方式需要氫濃度傳感器進行檢測，但氫濃度傳感器無法檢測出較小的泄漏，且氫氣濃度傳感器隨著使用
6、因此，在燃料電池運行過程中準確檢測氫氣泄漏情況是當前亟需解決的重要問題。
技術實現思路
1、本專利技術實施例中提供了一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法及裝置，以解決現有方法無法準確檢測出燃料電池氫氣泄漏情況的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術實施例公開了如下技術方案：
3、本專利技術的一個方面提供一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法，所述方法包括：
4、s100、判斷燃料電池系統是否開始進入氫氣保壓狀態，
5、若是，執行s200；否則，重新執行s100；
6、s200、在維持氫氣保壓狀態達到預設時長后，測量氫氣通道內當前的實際壓力值；
7、s300、采用預設公式計算氫氣通道內當前的理論壓力值；
8、s400、根據所述理論壓力值與實際壓力值之差，確定燃料電池系統的氫氣泄漏風險程度。
9、可選的，所述步驟s100包括：
10、s101、判斷燃料電池系統是否關機，
11、若是，執行s102；否則，重新執行s101；
12、s102、判斷氫氣通道內的壓力值是否屬于預設的保壓范圍，
13、若是，執行s200；否則，發出保壓失敗的警告信息。
14、可選的，所述步驟s200包括：
15、s201、由燃料電池系統進入氫氣保壓狀態開始，記錄維持氫氣保壓狀態的時間；
16、s202、在維持氫氣保壓狀態達到預設時長后，利用壓力傳感器測量氫氣通道內當前的實際壓力值。
17、可選的，所述步驟s300包括：
18、s301、測量燃料電池系統開始進入氫氣保壓狀態時，氫氣通道內的初始壓力值；
19、s302、根據所述初始壓力值，計算燃料電池系統開始進入氫氣保壓狀態時，氫氣通道內的初始氫氣質量；
20、s303、通過溫度傳感器實時監測燃料電池內電堆的溫度；
21、s304、根據所述初始壓力值、初始氫氣質量和電堆溫度計算氫氣通道內當前的理論壓力值。
22、可選的，所述步驟s302包括：
23、采用以下公式計算所述初始氫氣質量m0：
24、
25、其中，p0代表氫氣通道內的初始壓力值；μ代表氫氣的摩爾質量；v代表氫氣通道的體積；a和b分別代表預設參數，a與分子間引力有關，b與分子間斥力有關；r代表氣體常數；t代表當前燃料電池內電堆的溫度。
26、可選的，所述步驟s304包括：
27、采用以下公式計算氫氣通道內當前的理論壓力值pt：
28、
29、其中，m0代表在燃料電池系統進入氫氣保壓狀態的初始時刻，氫氣通道內的初始氫氣質量；m1代表在所述預設時長內，從質子交換膜擴散至空氣通道的氫氣的質量，由以下公式計算得到：
30、
31、代表氫氣分子通過質子交換膜的擴散系數；代表氫氣的擴散速率；代表從氫氣通道到空氣通道的氫氣濃度梯度；t代表所述預設時長；s代表在氫氣通道內氫氣的擴散面積；
32、m2代表在所述預設時長內，氫氣通道中已參與反應的氫氣質量，由以下公式計算得到：
33、
34、i代表反應電流；e代表電子的電荷量；na代表阿伏伽德羅常數；
35、
36、v1為空氣通道的體積，x為氫氣通道與空氣通道之間的距離。
37、可選的，所述步驟s400包括：
38、s401、計算理論壓力值pt與實際壓力值p't之間的差值δp，δp＝pt-p't；
39、s402、判斷所述δp是否不大于第一預設風險值δp1，若是，確定燃料電池系統當前無氫氣泄漏風險；若否，執行s403；
40、s403、判斷所述δp是否小于第二預設風險值δp2，若是，確定燃料電池系統當前出現少量氫氣泄漏風險，并發出警報信息；若否，確定燃料系統當前出現大量氫氣泄漏風險，并發出警報信息。
41、可選的，第一預設風險值δp1小于第二預設風險值δp2。
42、本專利技術的另一個方面提供一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測裝置，所述燃料電池系統氫氣泄漏檢測裝置執行本專利技術提出的一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法。
43、本專利技術實施例公開的一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法及裝置，首先，判斷燃料電池系統是否開始進入氫氣保壓狀態；然后，在維持氫氣保壓狀態達到預設時長后，測量氫氣通道內當前的實際壓力值，并采用預設公式計算氫氣通道內當前的理論壓力值；最后，根據理論壓力值與實際壓力值之差，確定燃料電池系統的氫氣泄漏風險程度。本專利技術通過比較理論壓力值和實際壓力值，能夠準確、可靠地判斷出氫氣的泄漏情況，同時，本專利技術不需要增加額外的氫濃度傳感器，可有效節省燃料電池系統的成本、質量及體積。
44、提供
技術實現思路
部分是為了以簡化的形式來介紹對概念的選擇，它們在下文的具體實施方式中將被進一步描述。
技術實現思路
部分無意標識本公開的重要特征或必要特征，也無意限制本公開的范圍。
【技術保護點】
1.一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟S100包括：
3.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟S200包括：
4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟S300包括：
5.根據權利要求4所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟S302包括：
6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟S304包括：
7.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟S400包括：
8.根據權利要求7所述的檢測方法，其特征在于，第一預設風險值ΔP1小于第二預設風險值ΔP2。
9.一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測裝置，其特征在于，所述燃料電池系統氫氣泄漏檢測裝置執行根據權利要求1-8中任意一項所述的檢測方法。
【技術特征摘要】
1.一種燃料電池系統氫氣泄漏檢測方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟s100包括：
3.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟s200包括：
4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟s300包括：
5.根據權利要求4所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟s302包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳國錢，高云慶，任樹興，盧明哲，王波，
申請(專利權)人：北京億華通科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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