本發(fā)明涉及電池，尤其涉及一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法、一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制裝置、一種電子設(shè)備和一種計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、為了使燃料電池在汽車上滿足動力性需求，可增加單電池的片數(shù)，或者采用多堆串聯(lián)方式滿足整車動力性需求。大功率燃料電池系統(tǒng)的怠速功率較高，在燃料電池給動力電池充電時，較高凈功率會提高動力電池的充電速度，易引發(fā)動力電池過充。大功率燃料電池系統(tǒng)的怠速工況具有高電壓、低產(chǎn)水、滲氣量較大的特點，其中，電壓超過0.8v會導(dǎo)致電池催化層的鉑溶解。在電壓超過1.2v時，擴散層碳腐蝕衰減速率顯著增加，催化層碳載體腐蝕加重。以上情況均會加重電堆衰減，影響燃料電池系統(tǒng)的使用壽命。

2、目前，國內(nèi)針對低額定功率燃料電池系統(tǒng)采用的怠速方案是系統(tǒng)0功率方案：提高空壓機轉(zhuǎn)速方法，提高輔助系統(tǒng)的功率消耗，通過降低含氧量，降低電堆的輸出功率，最終實現(xiàn)系統(tǒng)0功率。為延長燃料電池的使用壽命，降低燃料電池的衰減，上述方案只能在短時間使用。然而，在高額定功率燃料電池系統(tǒng)中，其怠速工況下，平均單片電壓將會更高，相對于低額定功率燃料電池系統(tǒng)，對電堆的影響更大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法，通過在怠速工況下，水泵與噴水裝置進行工作，空氣循環(huán)回路呈現(xiàn)高濕狀態(tài)，并伴隨液態(tài)水進入燃料電池堆。燃料電池堆內(nèi)部呈現(xiàn)水淹現(xiàn)象，在同電流密度下降低平均單片電壓，降低燃料電池堆的輸出功率，從而導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至整車功率要求上限。同時，平均單片電壓也會降低至0.85v，減輕由于高電壓引起的鉑腐蝕與碳腐蝕，減少電堆衰減，延長電堆壽命，滿足整車要求。

2、本發(fā)明的第二個目的在于提出一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制裝置。

3、本發(fā)明的第三個目的在于提出一種電子設(shè)備。

4、本發(fā)明的第四個目的在于提出一種計算機可讀存儲介質(zhì)。

5、為達到上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出了一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法，包括：燃料電池系統(tǒng)運行時，響應(yīng)于接收到怠速工況需求，控制燃料電池堆的電流密度至第一預(yù)設(shè)電流密度，并控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況達到水淹狀態(tài)；確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率是否滿足整車功率限制；響應(yīng)于系統(tǒng)功率滿足整車功率限制，確定燃料電池堆的電壓是否滿足系統(tǒng)電壓約束；響應(yīng)于燃料電池堆的電壓滿足系統(tǒng)電壓約束，確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否達到穩(wěn)定狀態(tài)；響應(yīng)于燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)，控制濕度控制裝置維持對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況維持水淹狀態(tài)。

6、另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法還可以具有如下的附加技術(shù)特征：

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況達到水淹狀態(tài)，包括：控制關(guān)閉旁通閥，以截止引入干燥的空氣源；控制開啟水泵，以使水泵從水源抽取儲存水，并輸送至噴水裝置；控制開啟噴水裝置，以使噴水裝置將儲存水噴淋至燃料電池堆，以對燃料電池堆進行增濕操作；確定燃料電池堆的電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角是否達到第一預(yù)設(shè)范圍；響應(yīng)于電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角達到第一預(yù)設(shè)范圍，確定燃料電池的實時工況達到水淹狀態(tài)。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，上述方法還包括：響應(yīng)于電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角達到第二預(yù)設(shè)范圍，確定燃料電池的實時工況達到正常狀態(tài)。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，上述方法還包括：響應(yīng)于電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角達到第三預(yù)設(shè)范圍，確定燃料電池的實時工況達到膜干狀態(tài)。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，第一預(yù)設(shè)范圍大于第二預(yù)設(shè)范圍，第二預(yù)設(shè)范圍大于第三預(yù)設(shè)范圍。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，上述方法還包括：響應(yīng)于接收到解除怠速工況需求，控制燃料電池堆的電流密度至第二預(yù)設(shè)電流密度，并控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行去濕操作，以使燃料電池的實時工況脫離水淹狀態(tài)。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行去濕操作，以使燃料電池的實時工況脫離水淹狀態(tài)，包括：控制關(guān)閉水泵以及噴水裝置，控制開啟旁通閥，以對燃料電池堆進行去濕操作；確定電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角是否處于第一預(yù)設(shè)范圍；響應(yīng)于電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角處于第一預(yù)設(shè)范圍，控制提高空氣壓縮機的轉(zhuǎn)速；響應(yīng)于電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角不處于第一預(yù)設(shè)范圍，控制關(guān)閉旁通閥，并確定電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角是否處于第三預(yù)設(shè)范圍；響應(yīng)于電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角處于第三預(yù)設(shè)范圍，控制開啟水泵以及噴水裝置，直至電化學(xué)阻抗譜的阻抗相位角處于第二預(yù)設(shè)范圍。

13、根據(jù)本發(fā)明實施例的燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法，包括：燃料電池系統(tǒng)運行時，響應(yīng)于接收到怠速工況需求，控制燃料電池堆的電流密度至第一預(yù)設(shè)電流密度，并控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況達到水淹狀態(tài)；確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率是否滿足整車功率限制；響應(yīng)于系統(tǒng)功率滿足整車功率限制，確定燃料電池堆的電壓是否滿足系統(tǒng)電壓約束；響應(yīng)于燃料電池堆的電壓滿足系統(tǒng)電壓約束，確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否達到穩(wěn)定狀態(tài)；響應(yīng)于燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)，控制濕度控制裝置維持對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況維持水淹狀態(tài)。由此，本方法通過在怠速工況下，水泵與噴水裝置進行工作，空氣循環(huán)回路呈現(xiàn)高濕狀態(tài)，并伴隨液態(tài)水進入燃料電池堆。燃料電池堆內(nèi)部呈現(xiàn)水淹現(xiàn)象，在同電流密度下降低平均單片電壓，降低燃料電池堆的輸出功率，從而導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至整車功率要求上限。同時，平均單片電壓也會降低至0.85v，減輕由于高電壓引起的鉑腐蝕與碳腐蝕，減少電堆衰減，延長電堆壽命，滿足整車要求。

14、本發(fā)明的第二個目的在于提出一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制裝置，通過在怠速工況下，水泵與噴水裝置進行工作，空氣循環(huán)回路呈現(xiàn)高濕狀態(tài)，并伴隨液態(tài)水進入燃料電池堆。燃料電池堆內(nèi)部呈現(xiàn)水淹現(xiàn)象，在同電流密度下降低平均單片電壓，降低燃料電池堆的輸出功率，從而導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至整車功率要求上限。同時，平均單片電壓也會降低至0.85v，減輕由于高電壓引起的鉑腐蝕與碳腐蝕，減少電堆衰減，延長電堆壽命，滿足整車要求。

15、為達到上述目的，本發(fā)明第二方面實施例提出了一種燃料電池系統(tǒng)的工況控制裝置，包括：控制模塊，被配置為燃料電池系統(tǒng)運行時，響應(yīng)于接收到怠速工況需求，控制燃料電池堆的電流密度至第一預(yù)設(shè)電流密度，并控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況達到水淹狀態(tài)；確定模塊，被配置為確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率是否滿足整車功率限制；第一響應(yīng)模塊，被配置為響應(yīng)于系統(tǒng)功率滿足整車功率限制，確定燃料電池堆的電壓是否滿足系統(tǒng)電壓約束；第二響應(yīng)模塊，被配置為響應(yīng)于燃料電池堆的電壓滿足系統(tǒng)電壓約束，確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否達到穩(wěn)定狀態(tài)；第三響應(yīng)模塊，被配置為響應(yīng)于燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)，控制濕度控制裝置維持對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況維持水淹狀態(tài)。

16、根據(jù)本發(fā)明實施例的燃料電池系統(tǒng)的工況控制裝置，包括：控制模塊，被配置為燃料電池系統(tǒng)運行時，響應(yīng)于接收到怠速工況需求，控制燃料電池堆的電流密度至第一預(yù)設(shè)電流密度，并控制濕度控制裝置對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況達到水淹狀態(tài)；確定模塊，被配置為確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率是否滿足整車功率限制；第一響應(yīng)模塊，被配置為響應(yīng)于系統(tǒng)功率滿足整車功率限制，確定燃料電池堆的電壓是否滿足系統(tǒng)電壓約束；第二響應(yīng)模塊，被配置為響應(yīng)于燃料電池堆的電壓滿足系統(tǒng)電壓約束，確定燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否達到穩(wěn)定狀態(tài)；第三響應(yīng)模塊，被配置為響應(yīng)于燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)功率以及燃料電池堆的電壓在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)，控制濕度控制裝置維持對燃料電池堆進行增濕操作，以使燃料電池的實時工況維持水淹狀態(tài)。由此，本裝置通過在怠速工況下，水泵與噴水裝置進行工作，空氣循環(huán)回路呈現(xiàn)高濕狀態(tài)，并伴隨液態(tài)水進入燃料電池堆。燃料電池堆內(nèi)部呈現(xiàn)水淹現(xiàn)象，在同電流密度下降低平均單片電壓，降低燃料電池堆的輸出功率，從而導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至整車功率要求上限。同時，平均單片電壓也會降低至0.85v，減輕由于高電壓引起的鉑腐蝕與碳腐蝕，減少電堆衰減，延長電堆壽命，滿足整車要求。

17、為達到上述目的，本發(fā)明第三方面實施例提出了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執(zhí)行程序時實現(xiàn)上述的燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法。

18、根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設(shè)備，通過執(zhí)行上述的燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法，通過在怠速工況下，水泵與噴水裝置進行工作，空氣循環(huán)回路呈現(xiàn)高濕狀態(tài)，并伴隨液態(tài)水進入燃料電池堆。燃料電池堆內(nèi)部呈現(xiàn)水淹現(xiàn)象，在同電流密度下降低平均單片電壓，降低燃料電池堆的輸出功率，從而導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至整車功率要求上限。同時，平均單片電壓也會降低至0.85v，減輕由于高電壓引起的鉑腐蝕與碳腐蝕，減少電堆衰減，延長電堆壽命，滿足整車要求。

19、為達到上述目的，本發(fā)明第四方面實施例提出了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，計算機可讀存儲介質(zhì)存儲計算機指令，計算機指令用于使計算機實現(xiàn)上述的燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法。

20、根據(jù)本發(fā)明實施例的計算機可讀存儲介質(zhì)，通過執(zhí)行上述的燃料電池系統(tǒng)的工況控制方法，通過在怠速工況下，水泵與噴水裝置進行工作，空氣循環(huán)回路呈現(xiàn)高濕狀態(tài)，并伴隨液態(tài)水進入燃料電池堆。燃料電池堆內(nèi)部呈現(xiàn)水淹現(xiàn)象，在同電流密度下降低平均單片電壓，降低燃料電池堆的輸出功率，從而導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至整車功率要求上限。同時，平均單片電壓也會降低至0.85v，減輕由于高電壓引起的鉑腐蝕與碳腐蝕，減少電堆衰減，延長電堆壽命，滿足整車要求。

21、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。