(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210612191.1 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 上海捷氢科技股份有限公司 地址 201804 上海市嘉定区谢春路178 8号 (72)发明人 王仁芳　霍森　介亚克　汪瑶　 朱莹　刘丽芳　 (74)专利代理 机构 北京信远 达知识产权代理有 限公司 1 1304 专利代理师 王会会 (51)Int.Cl. G01R 31/378(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种燃料电池的检测系统 (57)摘要 本发明公开了一种燃料电池的检测系统， 所 述检测系统包括： 绝缘检测装置， 所述绝缘检测 装置用于检测所述燃料电池的绝缘状态； 整堆气 密性检测装置， 所述整堆气密性检测装置用于检 测所述燃料电池的气密性； 及， 电压异常检测与 失效诊断装置， 所述电压异常检测与失 效诊断装 置用于检测和分析所述燃料电池的短路和所述 燃料电池各节电池电压异常。 进而， 本发明提供 的燃料电池的检测系统， 在出厂活化测试前、 性 能测试前以及维修诊断中， 能够高效、 无损、 低风 险地完成燃料电池绝缘、 气密性以及电压异常问 题等检测， 为问题诊断和维修保养提供可靠、 充 足、 有效的数据支持。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115015771 A 2022.09.06 CN 115015771 A 1.一种燃料电池的检测系统， 其特征在于， 所述检测系统包括待检测的燃料电池电堆， 及与所述燃料电池电堆相连的氢气路、 空气路和氮气路； 所述氢气路包括接入氢气源的第 一流量调节阀， 输入端与所述第 一流量调节阀的输出 端相连的第一流量计， 与所述第一流量计的输出端相连的第二压力传感器， 及与所述燃料 电池电堆的氢气出口相连的第十流量调节阀， 所述第一流量计的输出端连接于所述燃料电 池电堆的阳极侧； 所述空气路包括接入空气源的第 二流量调节阀， 与所述第 二流量调节阀的输出端相连 的第八流量调节阀、 第三压力传感器和第二流量计， 及与所述燃料电池电堆的空气出 口相 连的第十一 流量调节阀， 所述第二 流量计的输出端连接 于所述燃料电池电堆的阴极侧； 所述氮气路包括接入氮气源的第 一调压阀， 与 所述第一调压阀的输出端相连的第 三流 量调节阀， 与所述第三流量调节阀的输出端相连的第一压力 传感器、 第四流量调节阀、 第五 流量调节阀、 第六流量调节阀和第九流量调节阀， 与所述第四流量调节阀的输出端相连 的 第四流量计， 所述第四流量计的输出端与所述第一流量计的输出端相连， 所述第 五流量调 节阀的输出端与所述第二流量调节阀的输出端相连， 与所述第六流量调节阀的输出端相连 的第四压力传感器、 第七流量调节阀和第三流量计， 及与所述燃料电池电堆的氮气出 口相 连的第十二 流量调节阀， 所述第三 流量计的输出端连接 于所述燃料电池电堆的冷却路； 绝缘检测装置， 所述 绝缘检测装置用于检测所述燃料电池的绝 缘状态； 整堆气密性检测装置， 所述整堆气密性检测装置用于检测所述燃料电池的气密性； 及， 电压异常检测与失效诊断装置， 所述电压异常检测与失效诊断装置用于检测和分 析所述燃料电池的短路和所述燃料电池各节电池电压异常。 2.根据权利要求1所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 所述燃料电池各节电池电 压异常包括： 开路状态下， 连续多节电池的电压规律出现高电压、 零电压或负电压， 和/或， 任意单节 电池的电压出现高电压、 低电压、 零电压或负电压， 其中， 所述高电压不小于正常节数电池 的平均电压加上 预设电压， 所述低电压不大于正常节数电池的平均电压减去预设电压 。 3.根据权利要求2所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 所述电压异常检测与失效 诊断装置检测 和分析所述燃料电池的短路和所述燃料电池各节电池电压异常， 包括： S1、 对所述燃料电池电堆的阳极侧通入氮气， 同时对所述燃料电池电堆的阴极侧通入 空气， 且待预设时间后对所述燃料电池电堆的阳极侧 通入氢气， 直至所述燃料电池的开路 电压保持稳定； S2、 采集所述燃料电池各节电池电压的巡检信号， 根据所述巡检信号判断所述燃料电 池各节电池电压是否异常并进行相应故障分析。 4.根据权利要求3所述的燃料电池的检测系统， 其特 征在于， 步骤S2包括： 采集所述燃料电池各节电池电压的巡检信号， 确定连续多节电池的电压规律出现高电 压或负电压时， 且判断所述高电压和所述负电压的绝对值均为所述正常节数电池的平均电 压的M倍时， 确定为巡检线 束故障， M＝A ±0.2， A为正整数； 采集所述燃料电池各节电池电压的巡检信号， 确定任意单节电池的电压出现零电压 时， 对所述燃料电池进行氮气吹扫并完成放电， 而后测量所述零电压的电池的两条巡检线 末端的第一电阻， 若检测时短路报警且确定为短路故障， 或者所述第一电阻达到量程上限权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115015771 A 2则确定为断路故障， 其中， 测量所述零电压的电池的两 极板之间第二电阻， 若 所述第二电阻 小于所述第一电阻， 则确定为巡检线束断路故障， 或者所述第二电阻与所述第一电阻差值 在预设范围内， 则确定为所述 零电压的电池内断路故障； 确定所述燃料电池任意单节电池的电压无零电压问题时， 对所述燃料电池电堆的阴极 侧通入空气， 且对所述燃料电池电堆的阳极侧 通入氢气， 待所述燃料电池的开路电压保持 稳定后， 采集所述燃料电池各节电池电压的巡检信号， 确定任意单节电池的电压出现低电 压时， 确定所述低电压的电池为氢氧 互串内漏故障、 或为氢氧外漏与氢氧串水故障、 或为不 合格膜电极或双极板故障。 5.根据权利要求3所述的燃料电池的检测系统， 其特 征在于， 步骤S1包括： 开启所述第 二流量调节阀、 第 三流量调节阀、 第四流量调节阀、 第十流量调 节阀和第十 一流量调节阀， 待 预设时间后， 开启所述第一流量调节阀， 直至所述燃料电池的开路电压保 持稳定。 6.根据权利要求1所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 所述绝缘检测装置检测所 述燃料电池的绝 缘状态， 包括： 在所述燃料电池断路、 无气体供应、 零/低电压状态下， 测量所述燃料电池电堆的阳极 侧和阴极侧的绝缘电阻， 判断所述绝缘电阻在设计或规定绝缘电阻阈值范围内时， 确定所 述燃料电池电堆 为绝缘安全状态。 7.根据权利要求1所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 所述整堆气密性检测装置 检测所述燃料电池的气密性， 包括： 所述整堆气密性检测装置检测所述燃料电池电堆的整体三腔外漏、 氢氧互串内漏和氢 氧串水内漏。 8.根据权利要求7所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 检测所述燃料电池电堆的 整体三腔外漏包括： 开启所述第三流量调节阀、 第四流量调节阀、 第五流量调节阀和 第六流 量调节阀， 调整所述第一调压阀至第一设定压力， 所述第一压力传感器、 所述第二压力 传感 器、 所述第三压力传感器和所述第四压力传感器均为所述第一设定压力， 待第一预设时间 后， 检测所述第一 流量计、 所述第二 流量计和所述第三 流量计的读数。 9.根据权利要求7所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 检测所述燃料电池电堆的 氢氧互串内漏包括： 开启所述第三流量调节阀、 第四流量调节阀和 第八流量调节阀， 调整 所 述第一调压阀至第二设定压力， 所述第一压力 传感器和所述第二压力 传感器均为所述第二 设定压力， 待第二预设时间后， 检测所述第二 流量计的读数。 10.根据权利要求7所述的燃料电池的检测系统， 其特征在于， 检测所述燃料电池电堆 的氢氧串 水内漏包括： 开启所述第三流量调节阀、 第四流量调节阀、 第五流量调节阀和第七 流量调节阀， 调整 所述第一调压阀至第三设定压力， 所述第一压力 传感器、 所述第二压力 传 感器和所述第三压力传感器均为所述第三设定压力， 待第三预设时间后， 检测所述第三流 量计的读数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115015771 A 3