本发明专利技术公开了一种燃料电池系统电堆的控制方法、装置及车辆，所述燃料电池系统包括控制器、空气子系统以及氢气子系统，空气子系统包括调湿阀，氢气子系统包括氢泵以及排水阀，控制器分别与调湿阀、氢泵以及排水阀连接，所述方法包括：获取氢泵在运行状态下的氢泵功率；基于氢泵功率以及预设的氢泵功率基准值，确定出电堆当前所处的湿度状态；若湿度状态为第一级湿度状态，则对调湿阀的开度进行调节；若湿度状态为第二级湿度状态，则对调湿阀的开度以及排水阀的排水时长进行调节。该控制方法将氢泵功率与正常状态基准值相比较，对电堆水淹情况进行提前诊断，以将电堆含水量稳定在合适范围内。适范围内。适范围内。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统电堆的控制方法、装置及车辆
[0001]本专利技术涉及燃料电池控制
，尤其涉及一种燃料电池系统电堆的控制方法、装置及车辆。
技术介绍
[0002]燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此热效率高。车用燃料电池系统一般包括空气系统，氢气系统，冷却系统。采用氢气作为燃料，在燃料电池阳极和阴极分别通入氢气和空气进行化学反应产生电能，目前在汽车领域，质子交换膜燃料电池的应用最为广泛，燃料电池反应所需的氢气和空气分别通过双极板阴阳极流场的传导进入气体扩散层，然后透过扩散层进入催化层，氢气被阳极催化剂颗粒吸附后离解为质子和电子。质子以水合质子的形式透过质子交换膜到达阴极催化层。电子无法通过质子交换膜，只能从外电路电子负载到达阴极。在阴极催化层处，氧原子、质子和电子在催化剂作用下发生电化学反应生成水。
[0003]燃料电池电堆的质子交换膜需要有一定含水量的状态下才能够传导质子，含水量过低，其电导率将会下降，导致电池的欧姆电压损失增大，含水量低的同时催化层界面的活性也会下降。当含水量过高时会导致电堆内部水淹，会阻碍氧气的传递，降低催化剂的反应效率，阻止电化学反应的正常进行，使电池性能下降，电流密度越大，这种影响也就越大，电堆水淹会影响电堆的电化学性能和可靠耐久性，因此如何将含水量控制在合适范围内是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]本申请实施例通过提供了一种燃料电池系统电堆的控制方法、装置及车辆，该控制方法能够对电堆水淹情况进行提前诊断，并根据电堆不同水淹状态，对调湿阀和排水阀的控制参数进行调整，将电堆含水量稳定在合适范围内。
[0005]第一方面，本专利技术通过本专利技术的一实施例提供如下技术方案：
[0006]一种自动给排水的燃料电池系统，所述燃料电池系统包括控制器、空气子系统以及氢气子系统，所述空气子系统包括调湿阀，所述氢气子系统包括氢泵以及排水阀，所述控制器分别与所述调湿阀、所述氢泵以及所述排水阀连接，所述方法包括：获取所述氢泵在运行状态下的氢泵功率；基于所述氢泵功率以及预设的氢泵功率基准值，确定出所述电堆当前所处的湿度状态，所述湿度状态反映了电堆的水淹情况，其中，所述氢泵功率基准值为所述电堆的湿度处于正常状态下对应的氢泵功率；若所述湿度状态为第一级湿度状态，则对所述调湿阀的开度进行调节；若所述湿度状态为第二级湿度状态，则对所述调湿阀的开度以及所述排水阀的排水时长进行调节。
[0007]优选地，所述湿度状态包括湿度增加状态、湿度过大状态、轻微水淹状态以及严重水淹状态。
[0008]优选地，所述基于所述氢泵功率以及预设的氢泵功率基准值，确定出所述电堆当
前所处的湿度状态，包括：比较所述氢泵功率与所述氢泵功率基准值；若判定出所述氢泵功率大于所述氢泵功率基准值且小于或等于第一预设功率，所述氢泵功率处于周期性波动，且所述周期性波动的波峰在单个计时周期内累计持续时间超过预设百分比，则确定所述电堆处于所述湿度增加状态，其中，所述第一预设功率大于所述氢泵功率基准值。
[0009]优选地，若判定出所述氢泵功率大于或等于第二预设功率，则确定所述电堆处于所述湿度过大状态，所述第二预设功率大于所述第一预设功率；若判定出所述氢泵功率大于或等于第三预设功率，则确定所述电堆处于所述轻微水淹状态，所述第三预设功率大于所述第二预设功率；若判定出所述氢泵功率大于或等于第四预设功率，则确定所述电堆处于所述严重水淹状态，所述第四预设功率大于所述第三预设功率。
[0010]优选地，所述若所述湿度状态为第一级湿度状态，则对所述调湿阀的开度进行调节，包括：若所述湿度状态为湿度增加状态，则将所述调湿阀的开度减小第一预设开度；若所述湿度状态为湿度过大状态，则将所述调湿阀的开度减小第二预设开度，所述第一预设开度小于所述第二预设开度。
[0011]优选地，所述若所述湿度状态为第二级湿度状态，则对所述调湿阀的开度以及所述排水阀的排水时长进行调节，包括：若所述湿度状态为轻微水淹状态，则将所述调湿阀的开度减小所述第二预设开度，且将所述排水阀的排水时长增加第一预设时长；若所述湿度状态为严重水淹状态，则将所述调湿阀的开度减小第三预设开度，且将所述排水阀的排水时长增加第二预设时长，所述第二预设开度小于所述第三预设开度，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。
[0012]优选地，所述对所述调湿阀的开度进行调节之后，还包括：将所述调湿阀的开度恢复为初始开度，并在预设等待时长后判断所述电堆是否仍为正常运行状态，若否，则将调节后的调湿阀的开度作为所述初始开度。
[0013]优选地，所述对所述调湿阀的开度以及所述排水阀的排水时长进行调节之后，还包括：将所述调湿阀的开度恢复为初始开度以及将所述排水阀的排水时长恢复为初始时长，并在预设等待时长后判断所述电堆是否仍为正常运行状态，若否，则将调节后的调湿阀的开度作为所述初始开度，将调节后的排水阀的排水时长作为所述初始时长。
[0014]第二方面，本专利技术通过本专利技术的一实施例，提供如下技术方案：
[0015]一种用于实现前述第一方面中任一项所述方法的装置，包括：
[0016]获取模块，用于获取氢泵在运行状态下的氢泵功率；
[0017]湿度状态确定模块，用于基于所述氢泵功率以及预设的氢泵功率基准值，确定出电堆当前所处的湿度状态，所述湿度状态反映了电堆的水淹情况，其中，所述氢泵功率基准值为所述电堆的湿度处于正常状态下对应的氢泵功率；
[0018]第一级调节模块，用于若所述湿度状态为第一级湿度状态，则对调湿阀的开度进行调节；
[0019]第二级调节模块，用于若所述湿度状态为第二级湿度状态，则对所述调湿阀的开度以及排水阀的排水时长进行调节。
[0020]第三方面，本专利技术通过本专利技术的一实施例，提供如下技术方案：
[0021]一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述第一方面中任一项所述方法的步骤。
[0022]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0023]本专利技术实施例提供的燃料电池系统电堆的控制方法，通过获取当前氢泵在运行状态下的氢泵功率，分析出电堆电流越高，氢泵转速越高，氢泵转速越高，氢泵功率也越高，而在电堆处于不同水淹情况下，氢泵转速与氢泵功率的对应关系不同，确定出电堆水淹情况与氢泵功率之间的关系，即电堆水淹越是严重，相同转速下的氢泵功率消耗就越大，由此，可以根据氢泵功率与氢泵功率基准值，确定出电堆的水淹情况。该控制方法能够通过氢泵功率对电堆水淹情况进行提前诊断，并根据电堆不同水淹状态，对湿度阀和排水阀的控制参数进行调整，从而将电堆的水淹情况稳定在合适范围内，有利于避免电堆水淹。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统电堆的控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统包括控制器、空气子系统以及氢气子系统，所述空气子系统包括调湿阀，所述氢气子系统包括氢泵以及排水阀，所述控制器分别与所述调湿阀、所述氢泵以及所述排水阀连接，所述方法包括：获取所述氢泵在运行状态下的氢泵功率；基于所述氢泵功率以及预设的氢泵功率基准值，确定出所述电堆当前所处的湿度状态，所述湿度状态反映了电堆的水淹情况，其中，所述氢泵功率基准值为所述电堆的湿度处于正常状态下对应的氢泵功率；若所述湿度状态为第一级湿度状态，则对所述调湿阀的开度进行调节；若所述湿度状态为第二级湿度状态，则对所述调湿阀的开度以及所述排水阀的排水时长进行调节。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述湿度状态包括湿度增加状态、湿度过大状态、轻微水淹状态以及严重水淹状态。3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述氢泵功率以及预设的氢泵功率基准值，确定出所述电堆当前所处的湿度状态，包括：比较所述氢泵功率与所述氢泵功率基准值；若判定出所述氢泵功率大于所述氢泵功率基准值且小于或等于第一预设功率，所述氢泵功率处于周期性波动，且所述周期性波动的波峰在单个计时周期内累计持续时间超过预设百分比，则确定所述电堆处于所述湿度增加状态，其中，所述第一预设功率大于所述氢泵功率基准值。4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，若判定出所述氢泵功率大于或等于第二预设功率，则确定所述电堆处于所述湿度过大状态，所述第二预设功率大于所述第一预设功率；若判定出所述氢泵功率大于或等于第三预设功率，则确定所述电堆处于所述轻微水淹状态，所述第三预设功率大于所述第二预设功率；若判定出所述氢泵功率大于或等于第四预设功率，则确定所述电堆处于所述严重水淹状态，所述第四预设功率大于所述第三预设功率。5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述若所述湿度状态为第一级湿度状态，则对所述调湿阀的开度进行调节，包括：若所述湿度状态为湿度增加状态，则将所述调湿阀的开度减小第一预设开度；若所述湿度状态为湿度过大状态，则将所述调湿阀的开度减小第二预设开度...
【专利技术属性】
技术研发人员：马义，宫熔，何特立，张明凯，方伟，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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