本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)控制的，尤其涉及一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法、裝置、電子設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在pemfc(proton?exchange?membrane?fuel?cell，質(zhì)子交換膜燃料電池)中的質(zhì)子交換膜用于傳導(dǎo)質(zhì)子，而質(zhì)子的傳導(dǎo)過程需要水分子作為載體。燃料電池系統(tǒng)是由多片質(zhì)子交換膜燃料電池所組成的發(fā)電系統(tǒng)，長時間低功率運行后會導(dǎo)致質(zhì)子交換膜出現(xiàn)膜干，質(zhì)子交換膜出現(xiàn)膜干時質(zhì)子傳導(dǎo)率會大幅下降，影響燃料電池系統(tǒng)的正常運行。在發(fā)生膜干時質(zhì)子交換膜的電阻增大，電流通過質(zhì)子交換膜時的產(chǎn)熱增加，嚴(yán)重時會導(dǎo)致局部過熱而灼燒質(zhì)子交換膜。若長期處于膜干狀態(tài)，干燥區(qū)域不斷擴大，最終導(dǎo)致整個質(zhì)子交換膜干化破裂，對燃料電池系統(tǒng)造成不可逆的損害。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決使燃料電池系統(tǒng)如何長時間、低功率穩(wěn)定運行的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法、裝置、電子設(shè)備和存儲介質(zhì)，有效防止質(zhì)子交換膜出現(xiàn)膜干，提高了燃料電池系統(tǒng)長時間、低功率運行的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明實施例提供了以下方案：

3、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法，方法包括：

4、在燃料電池系統(tǒng)運行至其質(zhì)子交換膜趨于膜干狀態(tài)時，確定燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)；

5、在燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)時，獲取風(fēng)險運行狀態(tài)的單次累計時長；

6、在單次累計時長大于第一閾值時，將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率，以增大燃料電池系統(tǒng)中質(zhì)子交換膜的含水量；

7、在燃料電池系統(tǒng)達到目標(biāo)功率后，控制燃料電池系統(tǒng)恢復(fù)至當(dāng)前功率運行。

8、在一種可選的實施例中，將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率之前，方法還包括：

9、判斷單次累計時長是否大于第二閾值，其中，第二閾值為小于第一閾值的時長；

10、在單次累計時長大于第二閾值，且小于第一閾值時，控制燃料電池系統(tǒng)執(zhí)行質(zhì)子交換膜的水分流失減緩的運行調(diào)整任務(wù)，其中，運行調(diào)整任務(wù)包括降低燃料電池系統(tǒng)的電堆反應(yīng)溫度。

11、在一種可選的實施例中，控制燃料電池系統(tǒng)執(zhí)行質(zhì)子交換膜的水分流失減緩的運行調(diào)整任務(wù)，包括：

12、對燃料電池系統(tǒng)的散熱風(fēng)扇輸出轉(zhuǎn)速升高指令，以降低燃料電池系統(tǒng)的電堆反應(yīng)溫度；

13、對燃料電池系統(tǒng)的目標(biāo)閥門輸出開度調(diào)整指令，以減少燃料電池系統(tǒng)的陰極反應(yīng)水滲透至陽極的滲透量，其中，目標(biāo)閥門為燃料電池系統(tǒng)上配置空氣和氫氣進堆比例的閥門。

14、在一種可選的實施例中，判斷單次累計時長是否大于第二閾值之前，方法還包括：

15、獲取燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)的運行數(shù)據(jù)，其中，運行數(shù)據(jù)包括燃料電池系統(tǒng)在風(fēng)險運行狀態(tài)的輸出電流密度；

16、根據(jù)運行數(shù)據(jù)確定燃料電池系統(tǒng)由進入風(fēng)險運行狀態(tài)的目標(biāo)時刻至運行調(diào)整任務(wù)的執(zhí)行時刻之間的預(yù)估時長；

17、將預(yù)估時長確定為第二閾值。

18、在一種可選的實施例中，將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率，包括：

19、根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載的允許輸入功率，確定目標(biāo)功率的最大允許值和連續(xù)拉載時長；

20、根據(jù)當(dāng)前功率、最大允許值和連續(xù)拉載時長，獲得燃料電池系統(tǒng)的功率拉載曲線；

21、根據(jù)功率拉載曲線將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率。

22、在一種可選的實施例中，控制燃料電池系統(tǒng)恢復(fù)至當(dāng)前功率運行，包括：

23、根據(jù)目標(biāo)功率與當(dāng)前功率的功率差值，確定燃料電池系統(tǒng)的當(dāng)前降載功率；

24、根據(jù)當(dāng)前降載功率和燃料電池系統(tǒng)的降載響應(yīng)曲線，獲得燃料電池系統(tǒng)的當(dāng)前降載曲線，其中，降載響應(yīng)曲線為燃料電池系統(tǒng)的降載功率隨響應(yīng)時間變化的曲線；

25、根據(jù)當(dāng)前降載曲線控制燃料電池系統(tǒng)進行功率輸出降載，直至燃料電池系統(tǒng)的輸出功率恢復(fù)至當(dāng)前功率。

26、在一種可選的實施例中，在燃料電池系統(tǒng)運行至其質(zhì)子交換膜趨于膜干狀態(tài)時，確定燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)，包括：

27、在燃料電池系統(tǒng)所輸出的當(dāng)前功率小于預(yù)設(shè)值時，根據(jù)當(dāng)前功率確定燃料電池系統(tǒng)的輸出電流密度；

28、在輸出電流密度處于預(yù)設(shè)的電流密度區(qū)間時，確定燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)。

29、第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，裝置包括：

30、第一確定模塊，用于在燃料電池系統(tǒng)運行至其質(zhì)子交換膜趨于膜干狀態(tài)時，確定燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)；

31、第一獲取模塊，用于在燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)時，獲取風(fēng)險運行狀態(tài)的單次累計時長；

32、拉載模塊，用于在單次累計時長大于第一閾值時，將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率，以增大燃料電池系統(tǒng)中質(zhì)子交換膜的含水量；

33、第一控制模塊，用于在燃料電池系統(tǒng)達到目標(biāo)功率時，控制燃料電池系統(tǒng)恢復(fù)至當(dāng)前功率運行。

34、第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲器，存儲器耦接到處理器，存儲器存儲指令，當(dāng)指令由處理器執(zhí)行時使電子設(shè)備執(zhí)行第一方面中任一項方法的步驟。

35、第四方面，本發(fā)明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面中任一項方法的步驟。

36、本發(fā)明的一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法、裝置、電子設(shè)備和存儲介質(zhì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

37、本發(fā)明的技術(shù)方案在燃料電池系統(tǒng)運行至其質(zhì)子交換膜趨于膜干狀態(tài)時，確定燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)；在燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)時，獲取風(fēng)險運行狀態(tài)的單次累計時長；在單次累計時長大于第一閾值時，說明質(zhì)子交換膜存在膜干風(fēng)險，將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率，以增大燃料電池系統(tǒng)中質(zhì)子交換膜的含水量；在燃料電池系統(tǒng)達到目標(biāo)功率后，控制燃料電池系統(tǒng)恢復(fù)至當(dāng)前功率運行。該技術(shù)方案可以在燃料電池系統(tǒng)運行至趨于膜干的風(fēng)險運行狀態(tài)時，及時增大運行功率提高質(zhì)子交換膜的含水量，有效防止質(zhì)子交換膜出現(xiàn)膜干，進而提高了燃料電池系統(tǒng)長時間、低功率運行的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述將所述燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率之前，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制所述燃料電池系統(tǒng)執(zhí)行所述質(zhì)子交換膜的水分流失減緩的運行調(diào)整任務(wù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述判斷所述單次累計時長是否大于第二閾值之前，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述將所述燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制所述燃料電池系統(tǒng)恢復(fù)至所述當(dāng)前功率運行，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述在燃料電池系統(tǒng)運行至其質(zhì)子交換膜趨于膜干狀態(tài)時，確定所述燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)，包括：

8.一種燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器耦接到所述處理器，所述存儲器存儲指令，當(dāng)所述指令由所述處理器執(zhí)行時使所述電子設(shè)備執(zhí)行權(quán)利要求1-7中任一項所述方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法、裝置、電子設(shè)備和存儲介質(zhì)，涉及燃料電池系統(tǒng)控制的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在燃料電池系統(tǒng)運行至其質(zhì)子交換膜趨于膜干狀態(tài)時，確定燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)；在燃料電池系統(tǒng)處于風(fēng)險運行狀態(tài)時，獲取風(fēng)險運行狀態(tài)的單次累計時長；在單次累計時長大于第一閾值時，將燃料電池系統(tǒng)由當(dāng)前功率拉載至目標(biāo)功率，以增大燃料電池系統(tǒng)中質(zhì)子交換膜的含水量；在燃料電池系統(tǒng)達到目標(biāo)功率后，控制燃料電池系統(tǒng)恢復(fù)至當(dāng)前功率運行。該技術(shù)方案可以在燃料電池系統(tǒng)運行至趨于膜干的風(fēng)險運行狀態(tài)時，及時增大運行功率提高質(zhì)子交換膜的含水量，提高了燃料電池系統(tǒng)長時間、低功率運行的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：游美祥,何特立,劉利連,郭文龍,余峰
受保護的技術(shù)使用者：東風(fēng)汽車集團股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6