随着燃料电池堆的老化，由于多种因素的影响，堆内各燃料电池的性能会呈现出不同程度的退化。此外，不同的运行条件也会使电堆中各电池的运行状态产生差异。

导致低性能电池的原因多种多样，例如电池水淹(flooding)、催化剂损耗等问题。其中，有些原因是暂时性的，通过维护即可恢复；而另一些则属于永久性损伤，需要更换电堆中性能下降的电池以恢复整体功能。

尽管燃料电池在电堆中以串联方式连接，但当负载接入电堆时，各电池的电压会以不同程度降低，其中表现较差的电池电压下降更为明显。由于所有燃料电池均为串联连接，一旦电堆中的某个燃料电池发生故障，整个电堆将无法正常工作。

此外，串联连接的特性决定了每个电池必须承载整个电堆的电流。如果某个电池的反应物(尤其是氢气)供应不足，其电压会显著下降，并可能引发不良的副反应，进一步影响电堆的性能和稳定性。

因此，有必要对电堆中每个燃料电池的电压进行单独监测，以确保其电压不低于预定的阈值电压，从而防止电池电压极性反转，避免对电池造成可能的永久性损坏。

01 存在问题

电池电压监控器(CVM)或电堆健康监控器用于测量电堆中各燃料电池的电压，以检测可能指示电堆问题的异常行为。CVM通常通过电气连接与电堆中的每个双极板(或部分双极板)以及电堆的端板相连，用于测量每个电池正负两极之间的电压差。因此，对于一个包含400个电池的电堆，可能需要多达401根导线连接到电堆。

如果CVM发生故障，系统将无法检测到电压下降。在这种情况下，电堆的持续运行可能对电池产生不良影响，甚至会加速阳极催化剂的退化，并可能引发电池短路或内部氢气泄漏等风险，严重威胁电堆的安全性和可靠性。

燃料电池堆中，与电池板或其他结构的各种连接可能出现故障或损坏，从而导致特定电池或一组电池的电压信号丢失。在这种情况下，燃料电池系统需要调整运行方式，可能使电堆以低于理想状态的性能和效率水平运行。通过这种调整，即使未被监控的电池或电池组出现电压下降，也可以降低电堆发生严重损坏的风险。

根据电堆的运行条件，系统可能会设计为在电压信号丢失时实施严格的功率限制。这一保护机制能够有效防止电堆因信号丢失而受到进一步损害。

02 解决方案

根据本发明的原理，提出了一种系统和方法，用于在燃料电池堆中一个或多个燃料电池的电压信号丢失时，选择性地调整燃料电池堆的运行方式。当检测到一个或多个燃料电池的电压信号丢失时，该方法会采取一种或多种补救措施，以使燃料电池堆在更有利于延长电堆耐久性的条件下运行。随后，该方法将评估丢失电压信号的电池在信号丢失前的运行状况，例如其电压是否高于预设的阈值。

如果电池的电压信号高于预定阈值，则在采取补救措施后，燃料电池堆可继续正常运行；而如果电压信号低于阈值，则系统将切换至功率限制模式，以保护燃料电池堆并降低进一步损害的风险。