CN107305955A - 用于控制燃料电池堆的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于控制燃料电池堆的装置和方法，以便改善已经遭受退化的燃料电池堆的性能(输出)。性能通过如下方式得以改善：基于开路衰减时间(ODT)来调节供应至燃料电池堆的空气的化学计量比(SR)和燃料电池堆的工作温度，所述开路衰减时间是指在切断至燃料电池堆的空气供应时，电池电压从参考电压降低至阈值电压所花费的时间。

Description

用于控制燃料电池堆的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2016年4月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0047124号并要求其优先权权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本申请涉及用于控制燃料电池堆的装置和方法，更具体而言，本申请涉及这样一种技术：其基于开路衰减时间(ODT)而改善由于退化而降低的燃料电池堆的性能，该开路衰减时间(ODT)是指在切断提供给燃料电池堆的空气时，电池电压从参考电压降低至阈值电压所耗费的时间。
背景技术
燃料电池是这样的装置：其通过燃料电池堆中的电化学反应而将来自燃料的化学能转换为电能(而不是通过燃烧而将来自燃料的化学能转换为热量)，从而能够产生电力。燃料电池不只可以为工业、家庭和车辆提供电力，还可以应用于向小型电动/电子产品(尤其是便携式设备)提供电力。
目前，质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为用于驱动车辆的动力源而受到广泛的研究，该质子交换膜燃料电池(PEMFC)又称作高分子电解质膜燃料电池，其具有燃料电池中最高的功率密度。由于低工作温度，PEMFC具有较快的起动时间和较快的动力转换响应时间。这种PEMFC包括：膜电极组件(MEA)，其具有催化剂电极层(该催化剂电极层处发生电化学反应)，所述催化剂电极层附接至固体高分子电解质膜的两侧，氢离子通过所述固体高分子电解质膜而移动；气体扩散层(gas diffusion layer，GDL)，其用于均匀地分配反应气体，并且输送所产生的电能；垫圈和联接件，其用于保持反应气体和冷却剂的气密性，并且用于保持合适的夹紧压力(clamping pressure)；以及双极板，其使反应气体和冷却剂可以穿透其而进行移动。
当组装这种单元电池以形成燃料电池堆时，将主要部件(MEA和GDL)的结合设置于电池的最内部。MEA包括催化剂电极层，即，带有涂覆于高分子电解质膜的两个表面的催化剂的阳极和阴极，从而使氢气和氧气能够相互反应。GDL、垫圈等在电池的外部堆叠在阳极和阴极。双极板具有形成于其中的各自的流场，所述双极板位于GDL外部，所述流场供应反应气体(例如，作为燃料的氢气和作为氧化剂的氧气或空气)，并且使冷却剂可以从其中穿过。
在将多个具有上述结构的单元电池进行堆叠后，集电器、绝缘板和用于支撑堆叠的电池的端板在堆的最外部结合。单元电池在端板之间重复地进行堆叠和组装，从而形成燃料电池堆。为了获得车辆中所需的电势，需要将对应于电势能所需量的数量的单元电池进行堆叠，而被堆叠的单元电池称作燃料电池堆。例如，由单个单元电池产生的电势为大约1.3V，而为了产生用于驱动车辆所需的动力，可以将多个电池进行串联堆叠。
随着行驶时间、行驶里程以及车辆起动的频率的增加，这样的燃料电池堆将会退化。然而，这不是由于干燥或满溢(flooding)状态而导致的临时退化，而是燃料电池堆自身的薄膜的退化，其会将燃料电池堆的输出降低至较低的燃料效率并限制车辆的发动性能(launching performance)。常规来讲，当燃料电池堆退化时，对燃料电池堆内的部分电池进行修复或更换以便恢复其性能。这样的常规方法可以为基本的解决方案，但是燃料电池堆的拆卸和组装会耗费大量时间并产生更换成本。
发明内容
本发明提供了一种用于控制燃料电池堆的装置和方法，其通过如下方式改善已遭受退化的燃料电池堆的性能(输出)：基于开路衰减时间(ODT)来调节供应至燃料电池堆的空气的化学计量比(SR)和燃料电池堆的工作温度，所述开路衰减时间是指在切断至燃料电池堆的空气供应时，电池电压从参考电压(例如，大约1V)降低至阈值电压(例如，大约0.75V)所花费的时间。
本申请的目标并不限于前述目标，且根据下述说明，任何在此未提及的其它目标和优点将会得到清楚地理解。根据本申请的示例性实施方案，本发明构思将得到更清楚的理解。另外，这将是明显的：本申请的目标和优点能够通过权利要求书所要求的要素及其结合而实现。
根据本发明的一个方面，一种用于控制燃料电池堆的装置可以包括：映射存储器，其配置为存储空气SR映射图、工作温度映射图以及工作温度偏置映射图，在空气SR映射图中记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标空气SR，在工作温度映射图中记录了对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，在工作温度偏置映射图中记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标工作温度偏置；传感器，其配置为检测室外温度；ODT测量器，其配置成在切断至燃料电池堆的空气供应时，测量电池电压从参考电压降低至阈值电压所花费的时间(ODT)；以及燃料电池控制器，其配置成，基于存储在映射存储器中的空气SR映射图、工作温度映射图和工作温度偏置映射图，检测对应于由传感器检测到的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，并且检测对应于由ODT测量器测量到的ODT的燃料电池堆的目标空气SR和燃料电池堆的目标工作温度偏置。
根据本发明的另一个方面，一种用于控制燃料电池堆的方法可以包括：通过映射存储器存储空气SR映射图、工作温度映射图以及工作温度偏置映射图，在空气SR映射图中记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标空气SR，在工作温度映射图中记录了对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，在工作温度偏置映射图中记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标工作温度偏置；通过传感器检测室外温度；通过燃料电池控制器，基于工作温度映射图来检测对应于检测到的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度；通过ODT测量器，在切断至燃料电池堆的空气供应时测量电池电压从参考电压降低至阈值电压所花费的时间(ODT)；并且通过燃料电池控制器，基于空气SR映射图和工作温度偏置映射图来检测对应于测量到的ODT的燃料电池堆的目标空气SR和燃料电池堆的目标工作温度偏置。
附图说明
根据下述结合附图给出的具体实施方式，本申请的上述及其它目标、特征和优点将会更加明显，在这些附图中：
图1示出了根据本申请的示例性实施方案的用于控制燃料电池堆的装置的配置。
图2示出了根据本申请的示例性实施方案的空气SR映射图。
图3示出了根据本申请的示例性实施方案的工作温度映射图。
图4示出了根据本申请的示例性实施方案的工作温度偏置映射图。
图5示出了根据本申请的示例性实施方案的由新方法控制的燃料电池堆的性能分析。
图6示出了根据本申请的另一个示例性实施方案的由新方法控制的燃料电池堆的性能分析。
图7示出了根据本申请的示例性实施方案的用于控制燃料电池堆的方法的流程图。
附图标记
10 映射存储器
20 室外温度传感器
30 ODT测量器
40 燃料电池控制器
50 鼓风机
610 散热器
640 三通阀
670 阀控制器
701 存储空气SR映射图、工作温度映射图和工作温度偏置映射图
702 检测室外温度
703 基于工作温度映射图检测对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度
704 测量ODT
705 基于空气SR映射图和工作温度偏置映射图来检测对应于ODT的燃料电池堆的目标空气SR和目标工作温度偏置
706 基于燃料电池堆的目标空气SR向燃料电池堆供应空气
707 通过将燃料电池堆的目标工作温度偏置加至燃料电池堆的目标工作温度而设定最终目标工作温度，并且基于最终目标工作温度来控制燃料电池堆的工作温度。
具体实施方式
应了解本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，如客运汽车，包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆、包括多种小船和船舰的船只、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他选择性的燃料车辆(例如衍生自除了石油之外的来源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。
虽然示例性实施方案被描述为使用多个单元执行的示例性过程，但是应该理解，示例性过程也可以通过一个或多个模块而被执行。此外，应该理解的是，术语控制器指包括存储器和处理器的硬件设备。配置存储器以储存模块，并且专门配置处理器以执行所述模块，以便执行在下面作进一步描述的一个或更多处理器。
此外，本发明的控制逻辑可以被具体化为在包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非临时性的计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读记录介质也能够被分布在网络中联接的计算机系统，以便计算机可读介质以分布的方式被储存并执行，例如通过信息通信业务服务器或控制器局域网络(CAN)。
本文使用的术语仅为了描述特定实施方案，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非文中明确地另有所指。还应理解，当在本说明书中使用术语“包含(comprises)”和/或“包括(comprising)”时，特指存在的状态特征、整体、步骤、操作、元件和/或成分，但是并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、成分和/或其分组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意或所有组合。
除非具体地规定或者从上下文明显看出，如本文所使用的术语“大约”应理解为在本领域中的正常公差的范围内，例如在平均值的2个标准差内。“大约”能够理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％的范围内。在上下文中除非非常明确，否则本文所提供的所有数值都通过术语“大约”来修改。
根据下述结合附图给出的具体实施方式，本申请的上述及其它目标、特征和优点将会得到清晰的理解，从而本申请所属技术领域的人员能够容易地实施在此描述的技术理念。另外，关联于本申请的公知技术的具体实施方式将被排除，从而避免不必要的对本申请主旨的干扰。下文中，将参考附图对本申请的示例性实施方案进行具体描述。
图1示出了根据本申请的示例性实施方案的用于控制燃料电池堆的装置的配置。如图1所示，根据本申请的示例性实施方案的用于控制燃料电池堆的装置可以包括映射存储器10、室外温度传感器20、开路衰减时间(ODT)测量器30、燃料电池控制器40、鼓风机50以及温度控制器60。
相对于上述元件中的每个，首先，映射存储器10可以配置为存储以下映射图：记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标空气化学计量比(SR)的映射图(后文称为“空气SR映射图”)；记录了对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度的映射图(后文称为“工作温度映射图”)；以及记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标工作温度偏置的映射图(后文称为“工作温度偏置映射图”)。
在本申请的该实施方案中，映射存储器10可以设置为单独的模块；然而，在某些实施方案中，燃料电池控制器40可以配置为包括映射存储器10。下文中，将参考图2至图4来具体描述空气SR映射图、工作温度映射图和工作温度偏置映射图。
图2示出了根据本申请的示例性实施方案的空气SR映射图的示例。如图2所示，当ODT小于或等于大约十秒时，可以确定燃料电池堆遭受退化并且可以增加燃料电池堆的目标空气SR。通过增加燃料电池堆的目标空气SR，可以改善燃料电池堆的性能。
例如，当ODT小于或等于大约五秒时，可以确定燃料电池堆的退化程度为严重，可以将燃料电池堆的目标空气SR设定为2.5；当ODT超过五秒并且小于或等于大约十秒时，可以将燃料电池堆的目标空气SR从2.5线性降低至2；当ODT超过十秒时，可以将燃料电池堆的退化程度确定为不明显，并可以将燃料电池堆的目标空气SR设定为2。具体地，用于确定燃料电池堆的目标空气SR的ODT参考点(五秒、十秒)以及与之对应的燃料电池堆的目标空气SR可以基于设计者的意图而改变。
图3示出了根据本申请的示例性实施方案的工作温度映射图的示例。如图3所示，根据本申请的示例性实施方案，可以基于室外温度来设定燃料电池堆的目标工作温度。
例如，当室外温度为大约-18℃时，燃料电池堆的目标工作温度可以设定为大约65℃；当室外温度为大约-10℃时，燃料电池堆的目标工作温度可以设定为大约63℃；当室外温度为大约0℃时，燃料电池堆的目标工作温度可以设定为大约62℃；当室外温度为大约15℃时，燃料电池堆的目标工作温度可以设定为大约60℃；当室外温度为大约27℃时，燃料电池堆的目标工作温度可以设定为大约58℃；当室外温度为大约32℃时，燃料电池堆的目标工作温度可以设定为大约56℃。
图4示出了根据本申请的示例性实施方案的工作温度偏置映射图的示例。如图4所示，根据本申请的示例性实施方案，当ODT小于或等于大约十秒时，可以将燃料电池堆确定为遭受退化，可以将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为负值。通过将目标工作温度偏置设定为负值(例如，负的值)以降低目标工作温度并提高相对湿度，可以改善燃料电池堆的性能。
例如，当ODT小于或等于大约五秒时，可以将燃料电池堆的退化程度确定为严重，可以将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为大约-6.0℃；当ODT超过大约五秒并且小于或等于大约十秒时，可以将燃料电池堆的目标工作温度偏置从大约-6.0℃线性增加至0℃；当ODT超过大约十秒时，可以将燃料电池堆的退化程度确定为不明显，并可以将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为大约0℃。具体地，用于确定目标工作温度偏置的ODT参考点(例如，大约五秒、十秒)以及与之对应的目标工作温度偏置可以基于设计者的意图而改变。
同时，当目标工作温度偏置为大约0℃时，目标工作温度可以不改变。换言之，尽管可以将大约0℃的目标工作温度偏置加至目标工作温度，但是其结果还是目标工作温度。此外，室外温度传感器20可以配置成检测室外温度。ODT测量器30可以配置成，在将给燃料电池堆的空气供应切断时，测量电池电压从参考电压(例如，大约1V)降低至阈值电压(例如，大约0.75V)所花费的时间(下文称为“ODT”)。ODT可以用作估计燃料电池堆的退化程度的标准。具体地，可以由燃料电池控制器40切断空气的供应。
燃料电池控制器40可以配置成操作上述各个元件以正常执行其功能。具体而言，燃料电池控制器40可以配置如下：基于存储在映射存储器10中的空气SR映射图、工作温度映射图和工作温度偏置映射图，检测对应于由室外温度传感器20检测到的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，以及对应于由ODT测量器30测量到的ODT的燃料电池堆的目标空气SR和燃料电池堆的目标工作温度偏置。
换言之，燃料电池控制器40可以配置如下：基于存储在映射存储器10中的空气SR映射图来检测对应于由ODT测量器30测量到的ODT的燃料电池堆的目标空气SR，基于存储在映射存储器10中的工作温度映射图来检测对应于由室外温度传感器20检测到的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，基于存储在映射存储器10中的工作温度偏置映射图来检测对应于由ODT测量器30测量到的ODT的燃料电池堆的目标工作温度偏置。
此外，燃料电池控制器40可以配置成，驱动车辆的同时利用内部变量“Std_OdtTi”来实时检测并记录ODT。鼓风机50可以配置成基于由燃料电池控制器40检测到的燃料电池堆的目标空气SR(A_FC_Target)来向燃料电池堆供应空气。温度控制器60可以配置成，通过将由燃料电池控制器40检测到的燃料电池堆的目标工作温度偏置加至由燃料电池控制器40检测到的燃料电池堆的目标工作温度来设定燃料电池堆的最终目标工作温度，并且基于最终目标工作温度来调节燃料电池堆的工作温度。具体地，温度控制器60可以配置成从燃料电池控制器40接收燃料电池堆的最终目标工作温度。
例如，当燃料电池堆的目标工作温度为大约60℃并且燃料电池堆的目标工作温度偏置为大约-6.0℃时，燃料电池堆的最终目标工作温度可以为大约54℃。例如，温度控制器60可以包括：散热器610和冷却风扇611，其用于向外散发冷却剂的热量；冷却剂线路620，其连接于燃料电池堆和散热器610之间以使得冷却剂可以循环；旁通线路630，其使散热器610旁通以防止冷却剂穿过散热器610；三通阀640，其调节穿过散热器610和旁通线路630的冷却剂的量；泵650，其泵送来自冷却剂线路620的冷却剂；水温传感器660，其配置成检测燃料电池堆入口冷却剂温度(T_FC)；以及阀控制器670。
三通阀640可以为电子阀，其基于来自外部控制器的电信号(控制信号)来调节连通。具体而言，电子阀可以为使用蜡球的电子节温器，或者由螺线管或马达驱动的电子三通阀，电子阀的连通是可以调节的。可以根据从阀控制器670输出的控制信号来控制三通阀640的连通。阀控制器670可以配置成从燃料电池控制器40接收燃料电池堆入口冷却剂温度目标值(T_FC_Target)和燃料电池堆入口冷却剂温度(T_FC)，并且基于接收到的值而调节三通阀640的连通，以便使燃料电池堆入口冷却剂温度达到目标值。燃料电池堆入口冷却剂温度目标值可以指示燃料电池堆的最终目标工作温度。
当利用马达通过阀本体的角旋转来调节三通阀640的连通时，阀控制器670可以配置成将用于调节阀本体的旋转角度(例如，连通角度)的马达控制信号应用至三通阀640。当由三通阀640调节穿过散热器610和旁通线路630的冷却剂的量时，供应至燃料电池堆的冷却剂的温度(即，燃料电池堆入口冷却剂温度)可以得到调节，并且因此，燃料电池堆的工作温度可以得到调节。
此外，由水温传感器660实时检测到的燃料电池堆入口冷却剂温度(T_FC)可以输入至燃料电池控制器40，并且燃料电池控制器40可以配置成接收来自室外温度传感器20的室外温度检测信号。在本申请的该示例性实施方案中，燃料电池控制器40和阀控制器670以示例的方式设置为单独的模块；然而，燃料电池控制器40和阀控制器670可以设置为单独的集成控制器，该集成控制器配置成接收来自ODT测量器30、水温传感器660和室外温度传感器20的输出信号，计算燃料电池堆入口冷却剂温度目标值(T_FC_Target)，并且直接操作和调节三通阀640。具体地，燃料电池堆入口冷却剂温度目标值(T_FC_Target)可以用于调节三通阀640的连通，并且三通阀640的连通可以基于目标值和由水温传感器660检测到的燃料电池堆入口冷却剂温度值(T_FC)来进行调节。
图5示出了根据本申请的示例性实施方案的由新方法控制的燃料电池堆的性能分析。在图5中，“510”是指由常规方法控制的燃料电池堆的性能，而“520”是指由根据本申请的示例性实施方案的新方法控制的燃料电池堆的性能。如图5所示，在相同电流的情况下，由根据本申请的示例性实施方案的新方法控制的燃料电池堆520输出的电压高于由常规方法控制的燃料电池堆510输出的电压。换言之，图5示出了由根据本申请的示例性实施方案的新方法控制的燃料电池堆520的性能，其相比于常规方法而显示出实质上的改善。
具体地，相比于常规方法的对应条件，当燃料电池堆的目标工作温度降低大约6℃而目标空气SR增加大约0.2时，相比于常规方法的结果而获得了如下结果：燃料电池堆的工作温度降低大约5.94℃，燃料电池堆的空气SR增加大约0.08，相对湿度增加大约8.29％，并且燃料效率增加大约1.4％。具体地，常规方法的条件指示的是，燃料电池堆的目标工作温度没有降低6℃而目标空气SR没有增加0.2。
图6示出了根据本申请的示例性实施方案的由新方法控制的燃料电池堆的性能分析。在图6中，“610”是指由常规方法控制的燃料电池堆的性能，而“620”是指由根据本申请的示例性实施方案的新方法控制的燃料电池堆的性能。如图6所示，在相同电流的情况下，由根据本申请的示例性实施方案的新方法控制的燃料电池堆620输出的电压高于由常规方法控制的燃料电池堆610输出的电压。换言之，图6示出了由根据本申请的示例性实施方案的新方法控制的燃料电池堆620的性能，其相比于常规方法而显示出实质上的改善。
具体地，相比于常规方法的对应条件，当燃料电池堆的目标工作温度降低大约6℃而目标空气SR增加大约0.2时，相比于常规方法的结果而获得了如下结果：燃料电池堆的工作温度降低大约8.22℃，燃料电池堆的空气SR增加大约0.15，相对湿度增加大约10.48％，并且燃料效率增加大约2.3％。在相同条件下，在图5中示出的实验结果与在图6中示出的实验结果不同的原因在于，在图5的实验中使用的燃料电池堆的退化程度与在图6的实验中使用的燃料电池堆的退化程度彼此不同。
图7示出了根据本申请的示例性实施方案的用于控制燃料电池堆的方法的流程图。首先，在操作步骤701，映射存储器10可以配置为存储空气SR映射图、工作温度映射图以及工作温度偏置映射图；在空气SR映射图中记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标空气SR；在工作温度映射图中记录了对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度；在工作温度偏置映射图中记录了对应于ODT的燃料电池堆的目标工作温度偏置。
此外，在操作步骤702，室外温度传感器20可以配置成检测室外温度。在操作步骤703，燃料电池控制器40可以配置成，基于工作温度映射图，检测对应于由室外温度传感器20检测的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度。然后，在操作步骤704，ODT测量器30可以配置成，在切断至燃料电池堆的空气供应时，测量电池电压从参考电压降低至阈值电压所花费的时间(ODT)。
而后，在操作步骤705，燃料电池控制器40可以配置成，基于空气SR映射图和工作温度偏置映射图，检测对应于由ODT测量器30测量的ODT的燃料电池堆的目标空气SR和燃料电池堆的目标工作温度偏置。在操作步骤706，鼓风机50可以配置成，基于燃料电池堆的目标空气SR来向燃料电池堆供应空气。然后，在操作步骤707，温度控制器60可以配置成，通过将燃料电池堆的目标工作温度偏置加至燃料电池堆的目标工作温度而设定最终目标工作温度，并且基于最终目标工作温度来调节燃料电池堆的工作温度。
同时，根据本申请的示例性实施方案的上述方法可以写成计算机程序。本领域的计算机编程人员可以容易地推写出构成程序的代码和代码段。此外，缩写程序可以存储在计算机可读记录介质(信息存储介质)中，并且可以由计算机读取并执行，从而实施根据本申请的示例性实施方案的方法。记录介质包括所有类型的计算机可读记录介质。
如上所述，用于控制燃料电池堆的装置和方法可以通过如下方式改善已遭受退化的燃料电池堆的性能(输出)：基于开路衰减时间(ODT)来调节供应至燃料电池堆的空气的化学计量比(SR)和燃料电池堆的工作温度，所述开路衰减时间是指，在切断至燃料电池堆的空气供应时，电池电压从参考电压(例如，大约1V)降低至阈值电压(例如，大约0.75V)所花费的时间。此外，通过将本发明的构思应用至燃料电池车辆，可以提高燃料电池车辆的燃料效率。
在上文中，尽管本申请已参考示例性实施方案及附图而进行描述，但是本申请并不限于此，而是可以在不脱离所附权利要求所限定的本申请的精神和范围的情况下由本申请所属领域技术人员进行各种修改和改变。

Claims (8)

1.一种用于控制燃料电池堆的装置，其包括：
映射存储器，其配置为存储空气化学计量比映射图、工作温度映射图以及工作温度偏置映射图，在空气化学计量比映射图中记录了对应于开路衰减时间的燃料电池堆的目标空气化学计量比，在工作温度映射图中记录了对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，在工作温度偏置映射图中记录了对应于开路衰减时间的燃料电池堆的目标工作温度偏置；
传感器，其配置为检测室外温度；
开路衰减时间测量器，其配置成在切断至燃料电池堆的空气供应时测量电池电压从参考电压降低至阈值电压所花费的时间；以及
燃料电池控制器，其配置成，基于存储在映射存储器中的空气化学计量比映射图、工作温度映射图和工作温度偏置映射图，检测对应于由传感器检测到的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，并且检测对应于由开路衰减时间测量器测量到的开路衰减时间的燃料电池堆的目标空气化学计量比和燃料电池堆的目标工作温度偏置。
2.根据权利要求1所述的用于控制燃料电池堆的装置，进一步包括：
鼓风机，其配置成基于燃料电池堆的目标空气化学计量比来将空气供应至燃料电池堆；以及
温度控制器，其配置成，通过将燃料电池堆的目标工作温度偏置加至燃料电池堆的目标工作温度而设定最终目标工作温度，并且基于最终目标工作温度来调节燃料电池堆的工作温度。
3.根据权利要求1所述的用于控制燃料电池堆的装置，其中，空气化学计量比映射图的特征在于，在开路衰减时间小于或等于第一标准时间时将燃料电池堆的目标空气化学计量比设定为第一参考值，在开路衰减时间超过第二标准时间时将燃料电池堆的目标空气化学计量比设定为第二参考值，在开路衰减时间超过第一标准时间并且小于或等于第二标准时间时将燃料电池堆的目标空气化学计量比从第一参考值线性降低第二参考值。
4.根据权利要求1所述的用于控制燃料电池堆的装置，其中，工作温度偏置映射图的特征在于，在开路衰减时间小于或等于第一标准时间时将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为第一参考温度，在开路衰减时间超过第二标准时间时将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为第二参考温度，在开路衰减时间超过第一标准时间并且小于或等于第二标准时间时将燃料电池堆的目标工作温度偏置从第一参考温度线性降低第二参考温度。
5.一种用于控制燃料电池堆的方法，其包括：
通过映射存储器来存储空气化学计量比映射图、工作温度映射图以及工作温度偏置映射图，在空气化学计量比映射图中记录了对应于开路衰减时间的燃料电池堆的目标空气化学计量比，在工作温度映射图中记录了对应于室外温度的燃料电池堆的目标工作温度，在工作温度偏置映射图中记录了对应于开路衰减时间的燃料电池堆的目标工作温度偏置；
通过传感器来检测室外温度；
通过燃料电池控制器，基于工作温度映射图来检测对应于检测到的室外温度的燃料电池堆的目标工作温度；
通过开路衰减时间测量器，在切断至燃料电池堆的空气供应时，测量电池电压从参考电压降低至阈值电压所花费的时间；以及
通过燃料电池控制器，基于空气化学计量比映射图和工作温度偏置映射图来检测对应于测量到的开路衰减时间的燃料电池堆的目标空气化学计量比和燃料电池堆的目标工作温度偏置。
6.根据权利要求5所述的用于控制燃料电池堆的方法，进一步包括：
通过鼓风机，基于燃料电池堆的目标空气化学计量比来向燃料电池堆供应空气；以及
通过温度控制器，通过将燃料电池堆的目标工作温度偏置加至燃料电池堆的目标工作温度而设定最终目标工作温度，并且基于最终目标工作温度来调节燃料电池堆的工作温度。
7.根据权利要求5所述的用于控制燃料电池堆的方法，其中，空气化学计量比映射图的特征在于，在开路衰减时间小于或等于第一标准时间时将燃料电池堆的目标空气化学计量比设定为第一参考值，在开路衰减时间超过第二标准时间时将燃料电池堆的目标空气化学计量比设定为第二参考值，在开路衰减时间超过第一标准时间并且小于或等于第二标准时间时将燃料电池堆的目标空气化学计量比从第一参考值线性降低至第二参考值。
8.根据权利要求5所述的用于控制燃料电池堆的方法，其中，工作温度偏置映射图的特征在于，在开路衰减时间小于或等于第一标准时间时将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为第一参考温度，在开路衰减时间超过第二标准时间时将燃料电池堆的目标工作温度偏置设定为第二参考温度，在开路衰减时间超过第一标准时间并且小于或等于第二标准时间时将燃料电池堆的目标工作温度偏置从第一参考温度线性降低至第二参考温度。
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