CN109524690A - 一种燃料电池氢气循环控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种燃料电池氢气循环控制系统和方法，包括：氢气罐、燃料电池堆、气水分离器、氢气循环泵、氢气循环泵控制器、氢气浓度检测设备和处理器。其中氢气浓度检测设备检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin和阳极出口处的氢气浓度ηout，并将检测到的ηin和ηout发送至处理器；处理器依据ηin和ηout，计算得到在氢气循环泵的转速N下对应的氢气过量系数λ，从而得到N‑λ的对应关系，并依据预设的I‑λ的对应关系，确定I‑N的对应关系；以及，依据确定的I‑N的对应关系，确定氢气循环泵在目标电流I‑set下的目标转速N‑set，由氢气循环泵控制器控制氢气循环泵在N‑set下工作。本申请能够实现准确地设定和控制每个电流下氢气循环泵所需的转速。
Description
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池氢气循环控制系统和方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池(以下简称燃料电池)是以氢气和空气分别作为阳极和阴极的反应气体经过电化学反应产生电能。为了提高氢气的利用率，通常燃料电池系统会利用氢气循环泵将燃料电池堆出口的氢气进行循环利用。
具体在实际应用过程中，燃料电池在电化学反应过程中会在阴极产生液态水，液态水通过质子交换膜从阴极扩散到阳极；而阴极空气中未参与反应的氮气也会通过质子交换膜从阴极扩散到阳极。那么，燃料电池堆阳极出口的气体不但含有未经反应的过量氢气，还包含有一部分氮气和水蒸气。
氢气循环泵是将燃料电池堆出口的气体通入至燃料电池堆入口，经过与燃料电池堆入口处的纯氢气混合后再通入到燃料电池堆内部。由此，由氢气循环泵构成的氢气循环路中的气体为包括有氢气、氮气以及水蒸气的多组分混合气体。
在控制氢气循环泵的转速上，需要计算出氢气循环路中的氢气过量系数，进而依据氢气循环泵的流量-转速特性图来确定不同电流下氢气循环泵的转速。然而将包括有氢气、氮气以及水蒸气的多组分混合气体的流量作为氢气循环路中的氢气的流量，必然会造成氢气过量系数与实际相差较大的问题。其中，当氢气过量系数较大时会降低氢气的利用率，从而影响燃料电池系统的效率；当氢气过量系数较低时则会影响氢气在阳极流场内的均匀分配，严重时甚至会导致阳极流场的局部区域出现欠气，从而影响燃料电池堆的可靠性和寿命。
因此，如何提高氢气的过量系数的准确性，从而能够实现准确地设定和控制每个电流下氢气循环泵所需的转速成为本领域急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种燃料电池氢气循环控制系统和方法，以提高氢气的过量系数的准确性，从而能够实现准确地设定和控制每个电流下氢气循环泵所需的转速。技术方案如下：
基于本申请的一方面，本申请提供一种燃料电池氢气循环控制系统，包括：氢气罐、燃料电池堆、气水分离器、氢气循环泵、氢气循环泵控制器、氢气浓度检测设备、以及处理器；其中，
所述氢气罐用于存储氢气，并用于向所述燃料电池堆的阳极入口输入氢气；
所述气水分离器用于将所述燃料电池堆的阳极出口处的混合气体中的液态水分离；
所述氢气循环泵用于将分离液态水后的混合气体输送至所述燃料电池堆的阳极入口；
所述氢气浓度检测设备用于检测所述燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及用于检测所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout，并将检测到的所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout发送至所述处理器；
所述处理器用于依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算得到在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，从而得到所述氢气循环泵的转速N与所述氢气过量系数λ的对应关系，进而依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气过量系数λ的对应关系，确定所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，其中N为正数；
以及，所述处理器还用于确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set；进而依据确定的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，确定所述氢气循环泵在所述目标电流I-set下的目标转速N-set，并将包含有所述目标转速N-set的控制指令发送至所述氢气循环泵控制器；
所述氢气循环泵控制器用于依据所述控制指令，控制所述氢气循环泵在所述目标转速N-set下工作。
优选地，所述处理器用于依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算得到在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ包括：
所述处理器利用公式计算得到在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ。
优选地，所述处理器用于确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set包括：
所述处理器依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述燃料电池堆的输出功率P的对应关系，确定所述目标输出功率P-set对应的第一电流I-set1；
所述处理器判断所述燃料电池堆在所述第一电流I-set1下的实际输出功率P’与所述目标输出功率P-set是否相等；
如果相等，所述处理器确定所述第一电流I-set1为目标电流I-set；
如果不相等，所述处理器确定第二电流I-set2为目标电流I-set，其中所述燃料电池堆在所述第二电流I-set2下的实际输出功率P”与所述目标输出功率P-set相等。
优选地，所述氢气浓度检测设备包括：双通道在线质谱仪。
优选地，所述氢气浓度检测设备包括：入口氢气浓度传感器和出口氢气浓度传感器；
其中所述入口氢气浓度传感器用于检测所述燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin；
所述出口氢气浓度传感器用于检测所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout。
优选地，还包括：
设置在所述燃料电池堆的阳极出口处的排氢阀；
当所述排氢阀开启时，通过所述排氢阀能够排出所述燃料电池堆内部累积的气体。
基于本申请的另一方面，本申请还提供一种燃料电池氢气循环控制方法，应用于前述的燃料电池氢气循环控制系统中，所述方法包括：
检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout；
依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算在氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，其中N为正数；
保存所述氢气循环泵的转速N与所述氢气过量系数λ的对应关系；
依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气过量系数λ的对应关系，确定所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系；
确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set；
依据确定的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，确定所述氢气循环泵在所述目标电流I-set下的目标转速N-set；
控制所述氢气循环泵在所述目标转速N-set下工作。
优选地，所述依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算在氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ包括：
利用公式计算在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ。
优选地，所述确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set包括：
依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述燃料电池堆的输出功率P的对应关系，确定所述目标输出功率P-set对应的第一电流I-set1；
判断所述燃料电池堆在所述第一电流I-set1下的实际输出功率P’与所述目标输出功率P-set是否相等；
如果相等，确定所述第一电流I-set1为目标电流I-set；
如果不相等，确定第二电流I-set2为目标电流I-set，其中所述燃料电池堆在所述第二电流I-set2下的实际输出功率P”与所述目标输出功率P-set相等。
优选地，所述检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout包括：
实时检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout。
本申请提供的燃料电池氢气循环控制系统中，利用气水分离器将燃料电池堆的阳极出口处的混合气体中的液态水分离后，通过检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout，计算得到在氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，本申请保证了氢气过量系数的准确性。
进一步，本申请在得到氢气循环泵的转速N与氢气过量系数λ的对应关系后，依据预设的燃料电池堆的工作电流I与氢气过量系数λ的对应关系，得到燃料电池堆的工作电流I与氢气循环泵的转速N的对应关系，并在确定燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set后，确定氢气循环泵在所述目标电流I-set下的目标转速N-set，控制氢气循环泵在所述目标转速N-set下工作。本申请提供的燃料电池氢气循环控制系统为一闭环控制系统，燃料电池氢气循环控制系统的整个控制逻辑实现在线反馈，能够实时获取不同工作电流I下的氢气循环泵的转速N，即本申请能够准确地设定和控制每个电流下氢气循环泵所需的转速。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种燃料电池氢气循环控制系统的结构示意图；
图2为本申请提供的另一种燃料电池氢气循环控制系统的结构示意图；
图3为本申请提供的再一种燃料电池氢气循环控制系统的结构示意图；
图4为本申请中处理器的处理逻辑示意图；
图5为本申请提供的一种燃料电池氢气循环控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，其示出了本申请提供的一种燃料电池氢气循环控制系统的结构示意图，包括：氢气罐100、燃料电池堆200、气水分离器300、氢气循环泵400、氢气循环泵控制器500、氢气浓度检测设备600、以及处理器700。其中，
氢气罐100用于存储氢气，其氢气出口与燃料电池堆200的阳极入口连接，用于向燃料电池堆200的阳极入口输入氢气。
本申请中氢气罐100的开关阀门可以为普通的物理开关阀门，由人工手动旋转氢气罐100的开关阀门，使得氢气罐100的开关阀门打开，氢气罐100开始向燃料电池堆200输入氢气。氢气罐100的开关阀门也可以为能够接收无线控制信号的电子阀门，操作员通过远程发送阀门的开启或关闭指令来实现对氢气罐100的开关阀门的开启、关闭控制。
燃料电池堆200在电化学反应过程中会在阴极产生液态水，液态水通过质子交换膜从阴极扩散到阳极，阴极空气中未参与反应的氮气也会通过质子交换膜从阴极扩散到阳极，此外燃料电池堆200的阳极流场内累计的液态水也会随着气体流出到电堆出口。因此，在燃料电池堆200的阳极出口处包括有未经反应的过量氢气、一部分氮气和水蒸气、以及液态水，即燃料电池堆200的阳极出口处的混合气体包括氢气、氮气、水蒸气、以及液态水。
基于此，本申请在燃料电池堆200的阳极出口与氢气循环泵400的入口之间设置一气水分离器300。燃料电池堆200的阳极出口处的混合气体会先经过气水分离器300的处理，将其混合气体中的液态水分离出来，进而分离液态水后的混合气体再经由氢气循环泵400输送至燃料电池堆200的阳极入口。本申请通过将混合气体中的液态水分离，保证了后续计算氢气过量系数λ的准确性。
氢气循环泵400用于将分离液态水后的混合气体输送至燃料电池堆200的阳极入口。
氢气浓度检测设备600用于检测燃料电池堆200的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及用于检测燃料电池堆200的阳极出口处的氢气浓度ηout，并将检测到的所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout发送至处理器700。
优选地，本申请中的氢气浓度检测设备600用于实时检测燃料电池堆200的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及燃料电池堆200的阳极出口处的氢气浓度ηout，并及时将检测到的氢气浓度ηin和氢气浓度ηout发送至处理器700。
作为本申请的一个优选实施例，本申请中的氢气浓度检测设备600可以具体为双通道在线质谱仪610，如图2所示。
在本实施例中，将燃料电池堆200的阳极入口处的气体通入至双通道在线质谱仪610进行实时在线测量，得到氢气浓度ηin；将燃料电池堆200的阳极出口处的气体通入至双通道在线质谱仪610进行实时在线测量，得到氢气浓度ηout。
作为本申请的另一个优选实施例，本申请中的氢气浓度检测设备600还可以为：入口氢气浓度传感器620和出口氢气浓度传感器630，如图3所示。
其中入口氢气浓度传感器620用于检测燃料电池堆200的阳极入口处的氢气浓度ηin；出口氢气浓度传感器630用于检测燃料电池堆200的阳极出口处的氢气浓度ηout。
在本实施例中，将燃料电池堆200的阳极入口处的气体通入至入口氢气浓度传感器620进行实时在线测量，得到氢气浓度ηin；将燃料电池堆200的阳极出口处的气体通入至出口氢气浓度传感器630进行实时在线测量，得到氢气浓度ηout。
本申请提供的燃料电池氢气循环控制系统设计简单、结构简单，只需在传统的燃料电池系统中增加氢气浓度检测设备600，其中氢气浓度检测设备600可以为双通道在线质谱仪610，还可以为入口氢气浓度传感器620和出口氢气浓度传感器630。本申请没有增加过多的辅助零部件，对于一般的燃料电池系统结构改动很小，易于实现。
处理器700用于依据氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算得到在氢气循环泵400的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，从而得到氢气循环泵400的转速N与氢气过量系数λ(以下简称N-λ)的对应关系，进而依据预设的燃料电池堆200的工作电流I与氢气过量系数λ(以下简称I-λ)的对应关系，确定燃料电池堆200的工作电流I与氢气循环泵的转速N(以下简称I-N)的对应关系，其中N为正数。
以及，所述处理器700还用于确定燃料电池堆200的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set；进而依据确定的燃料电池堆200的I-N的对应关系，确定氢气循环泵400在所述目标电流I-set下的目标转速N-set，并将包含有所述目标转速N-set的控制指令发送至氢气循环泵控制器500。
氢气循环泵控制器500与氢气循环泵400连接，用于依据所述控制指令，控制氢气循环泵400在所述目标转速N-set下工作。
具体在本申请中，关于处理器700的处理逻辑示意图可参阅图4所示。
其中，处理器700依据氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算在氢气循环泵400的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ的实现方法包括：
利用公式计算得到在氢气循环泵400的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ。
基于上述公式，氢气循环泵400工作于不同转速N下时的氢气过量系数λ都能够计算得到，从而本申请能够得到氢气循环泵400的转速N与氢气过量系数λ，即N-λ的对应关系。
本申请预先设定并保存有I-λ的对应关系，那么基于预设的I-λ的对应关系，以及得到的N-λ的对应关系，可以确定出燃料电池堆200的I-N的对应关系。
其中，处理器700确定燃料电池堆200的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set的实现方法包括：
S101，处理器700依据预设的燃料电池堆200的工作电流I与燃料电池堆200的输出功率P(以下简称I-P)的对应关系，确定所述目标输出功率P-set对应的第一电流I-set1。
S102，判断燃料电池堆200在所述第一电流I-set1下的实际输出功率P’与所述目标输出功率P-set是否相等。如果相等，执行步骤103，如果不相等，执行步骤104。
步骤103，确定所述第一电流I-set1为目标电流I-set。
步骤104，确定第二电流I-set2为目标电流I-set，其中所述燃料电池堆200在所述第二电流I-set2下的实际输出功率P”与所述目标输出功率P-set相等。
本申请通过自动读取I-P的对应关系，确定出燃料电池堆200的目标电流I-set，进而依据确定出的燃料电池堆200的I-N的对应关系，确定出氢气循环泵400在所述目标电流I-set下的目标转速N-set，从而实现精确地控制每个电流下的氢气循环泵400的转速。
此外作为本申请的一个优选实施例，本申请提供的燃料电池氢气循环控制系统还可以包括：设置在燃料电池堆200的阳极出口处的排氢阀800。
当所述排氢阀800开启时，能够通过所述排氢阀800排出所述燃料电池堆200内部累积的气体。
具体在本申请实际应用过程中，可以设定排氢阀800的开启/关闭时间，从而实现定时排出燃料电池堆200内部累积的氮气。
因此，本申请提供的燃料电池氢气循环控制系统中，利用气水分离器300将燃料电池堆200的阳极出口处的混合气体中的液态水分离后，通过检测燃料电池堆200的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及燃料电池堆200的阳极出口处的氢气浓度ηout，计算得到在氢气循环泵400的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，保证了氢气过量系数的准确性。
进一步，本申请在得到氢气循环泵400的N-λ的对应关系后，依据预设的燃料电池堆200的I-λ的对应关系，得到燃料电池堆200的I-N的对应关系，并在确定燃料电池堆200的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set后，确定氢气循环泵400在所述目标电流I-set下的目标转速N-set，控制氢气循环泵400在所述目标转速N-set下工作。本申请提供的燃料电池氢气循环控制系统为一闭环控制系统，燃料电池氢气循环控制系统的整个控制逻辑实现在线反馈，能够实时获取不同工作电流I下的氢气循环泵的转速N，即本申请能够准确地设定和控制每个电流下氢气循环泵400所需的转速N。
基于前文本申请提供的一种燃料电池氢气循环控制系统，本申请还提供一种燃料电池氢气循环控制方法，应用于前文所述的燃料电池氢气循环控制系统中，如图5所示，方法包括：
步骤201，检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout。
其中优选地，本申请实时检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout。
步骤202，依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算在氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，其中N为正数。
步骤203，保存所述氢气循环泵的转速N与所述氢气过量系数λ的对应关系。
步骤204，依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气过量系数λ的对应关系，确定所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系。
步骤205，确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set。
步骤206，依据确定的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，确定所述氢气循环泵在所述目标电流I-set下的目标转速N-set。
步骤207，控制所述氢气循环泵在所述目标转速N-set下工作。
其中，步骤202可以采用如下方式实现：
利用公式计算在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ。
其中，步骤205可以采用如下步骤2051-步骤2054实现：
步骤2051，依据预设的燃料电池堆的I-P的对应关系，确定所述目标输出功率P-set对应的第一电流I-set1；
步骤2052，判断所述燃料电池堆在所述第一电流I-set1下的实际输出功率P’与所述目标输出功率P-set是否相等。如果相等，执行步骤2053，如果不相等，执行步骤2054。
步骤2053，确定所述第一电流I-set1为目标电流I-set；
步骤2054，确定第二电流I-set2为目标电流I-set，其中所述燃料电池堆在所述第二电流I-set2下的实际输出功率P”与所述目标输出功率P-set相等。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法类实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种燃料电池氢气循环控制系统和方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种燃料电池氢气循环控制系统，其特征在于，包括：氢气罐、燃料电池堆、气水分离器、氢气循环泵、氢气循环泵控制器、氢气浓度检测设备、以及处理器；其中，
所述氢气罐用于存储氢气，并用于向所述燃料电池堆的阳极入口输入氢气；
所述气水分离器用于将所述燃料电池堆的阳极出口处的混合气体中的液态水分离；
所述氢气循环泵用于将分离液态水后的混合气体输送至所述燃料电池堆的阳极入口；
所述氢气浓度检测设备用于检测所述燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及用于检测所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout，并将检测到的所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout发送至所述处理器；
所述处理器用于依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算得到在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，从而得到所述氢气循环泵的转速N与所述氢气过量系数λ的对应关系，进而依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气过量系数λ的对应关系，确定所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，其中N为正数；
以及，所述处理器还用于确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set；进而依据确定的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，确定所述氢气循环泵在所述目标电流I-set下的目标转速N-set，并将包含有所述目标转速N-set的控制指令发送至所述氢气循环泵控制器；
所述氢气循环泵控制器用于依据所述控制指令，控制所述氢气循环泵在所述目标转速N-set下工作。
2.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环控制系统，其特征在于，所述处理器用于依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算得到在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ包括：
所述处理器利用公式计算得到在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ。
3.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环控制系统，其特征在于，所述处理器用于确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set包括：
所述处理器依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述燃料电池堆的输出功率P的对应关系，确定所述目标输出功率P-set对应的第一电流I-set1；
所述处理器判断所述燃料电池堆在所述第一电流I-set1下的实际输出功率P’与所述目标输出功率P-set是否相等；
如果相等，所述处理器确定所述第一电流I-set1为目标电流I-set；
如果不相等，所述处理器确定第二电流I-set2为目标电流I-set，其中所述燃料电池堆在所述第二电流I-set2下的实际输出功率P”与所述目标输出功率P-set相等。
4.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环控制系统，其特征在于，所述氢气浓度检测设备包括：双通道在线质谱仪。
5.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环控制系统，其特征在于，所述氢气浓度检测设备包括：入口氢气浓度传感器和出口氢气浓度传感器；
其中所述入口氢气浓度传感器用于检测所述燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin；
所述出口氢气浓度传感器用于检测所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout。
6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池氢气循环控制系统，其特征在于，还包括：
设置在所述燃料电池堆的阳极出口处的排氢阀；
当所述排氢阀开启时，通过所述排氢阀能够排出所述燃料电池堆内部累积的气体。
7.一种燃料电池氢气循环控制方法，其特征在于，应用于前述权利要求1-5任一项所述的燃料电池氢气循环控制系统中，所述方法包括：
检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout；
依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算在氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ，其中N为正数；
保存所述氢气循环泵的转速N与所述氢气过量系数λ的对应关系；
依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气过量系数λ的对应关系，确定所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系；
确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set；
依据确定的所述燃料电池堆的工作电流I与所述氢气循环泵的转速N的对应关系，确定所述氢气循环泵在所述目标电流I-set下的目标转速N-set；
控制所述氢气循环泵在所述目标转速N-set下工作。
8.根据权利要求7所述的燃料电池氢气循环控制方法，其特征在于，所述依据所述氢气浓度ηin和氢气浓度ηout，计算在氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ包括：
利用公式计算在所述氢气循环泵的转速N下，氢气循环路中的氢气过量系数λ。
9.根据权利要求7或8所述的燃料电池氢气循环控制方法，其特征在于，所述确定所述燃料电池堆的输出功率P为目标输出功率P-set时对应的目标电流I-set包括：
依据预设的所述燃料电池堆的工作电流I与所述燃料电池堆的输出功率P的对应关系，确定所述目标输出功率P-set对应的第一电流I-set1；
判断所述燃料电池堆在所述第一电流I-set1下的实际输出功率P’与所述目标输出功率P-set是否相等；
如果相等，确定所述第一电流I-set1为目标电流I-set；
如果不相等，确定第二电流I-set2为目标电流I-set，其中所述燃料电池堆在所述第二电流I-set2下的实际输出功率P”与所述目标输出功率P-set相等。
10.根据权利要求7所述的燃料电池氢气循环控制方法，其特征在于，所述检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout包括：
实时检测燃料电池堆的阳极入口处的氢气浓度ηin，以及所述燃料电池堆的阳极出口处的氢气浓度ηout。
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