CN112002927A - 水冷型燃料电池控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水冷型燃料电池控制系统，包括：燃料电池电堆，燃料电池电堆内设有还原腔和氧化腔；分别与还原腔的进气口、出气口连通的氢气输气管道、氢气出气管道，氢气出气管道上设有出气电磁阀；分别与氧化腔的进风口、出风口连通的空气输气管道、空气出气管道，空气输气管道上设有空压机；燃料电池控制器，出气电磁阀；燃料电池控制器根据获取的负载功率的信息控制出气电磁阀每关闭第二时间段后控制出气电磁阀开启第三时间段。在出气电磁阀每关闭第二时间段内提高燃料电池电堆内单位体积内氢气的反应时间，提高氢气的利用率。

Description

水冷型燃料电池控制系统

技术领域

本发明属于氢燃料电池技术领域，特别涉及一种水冷型燃料电池控制系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是在一个步骤中直接从燃料(氢气)和氧化剂(主要是O₂)产生电力的电化学装置，具有工作温度低、能量转换效率高、清洁无污染等优点，因此，被认为是取代目前汽车动力的最具可选性、最有竞争力的动力源之一。

燃料电池运行时，氢气和氧气的供给是比较重要的环节，具体地，氢气的供给是通过储氢的载体向燃料电池提供的，而氧气是通过向燃料电池中输送空气，利用空气中的氧气，在燃料电池运行时，氢气与氧气发生氧化还原反应并输出电能，剩余的气体通过出气口排出，现有技术中，为提高氢气的利用率，通过增设氢气回收装置，将反应后的剩余氢气回收利用，但是在低功率燃料电池系统内设置氢气回收装置，氢气的回收利用效果不明显，反而大大增加了设备的成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水冷型燃料电池控制系统。

本发明的技术方案提出了一种水冷型燃料电池控制系统，包括：燃料电池电堆，燃料电池电堆内设有还原腔和氧化腔；分别与还原腔的进气口、出气口连通的氢气输气管道、氢气出气管道，氢气输气管道上设有压力传感器、进气电磁阀，氢气出气管道上设有出气电磁阀；分别与氧化腔的进风口、出风口连通的空气输气管道、空气出气管道连接；燃料电池控制器，与压力传感器、进气电磁阀、出气电磁阀电性连接；燃料电池控制器获取开机信号，控制出气电磁阀开启第一时间段后，根据获取的负载功率的信息控制出气电磁阀每关闭第二时间段后控制出气电磁阀开启第三时间段。

根据本发明提出的水冷型燃料电池控制系统，通过在燃料电池电堆内设有还原腔和氧化腔使得氢气进入还原腔内、空气进入氧化腔内，并通过氢气和氧气的氧化还原反应，进而使燃料电池电堆产生电力，还原腔中的氢气和氧化腔中的氧气分别在负极和正极上的催化剂作用下反应生成水并释放电能，具体地，工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气，起作用的成分为氧气)；氢在负极分解成正离子H+和电子e-，当氢离子进入负极与正极之间的电解液中，而电子就沿外部电路移向正极，用电的负载就接在外部电路中；在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水；氢气输气管道与还原腔的进气口连通，氢气通过氢气输气管道进入到还原腔内，参与反应后剩余的氢气从还原腔的出气口，流入氢气出气管道后排出；空气从与氧化腔的进风口连通的空气输气管道进入氧化腔内，参与反应后剩余的氧气从与氧化腔的出风口连通的空气出气管道排出，进一步地，在氢气出气管道上设置有出气电磁阀，燃料电池控制器与出气电磁阀电性连接，使得燃料电池控制器获取开机信号时，控制出气电磁阀开启第一时间段(即预排气时间)，燃料电池电堆的还原腔与氧化腔内的气体分别通过氢气出气管道和空气出气管道排出，使还原腔和氧化腔内的气体处于常压状态，出气电磁阀开启第一时间段之后，燃料电池控制器根据获取的负载功率的信息控制出气电磁阀每关闭第二时间段(即排气间隔时间)后控制出气电磁阀开启第三时间段(即排气时间)，使得在出气电磁阀关闭的第二时间段内，还原腔和氧化腔内的气体压力处于工作压力状态，具体地，在第二时间段内，氢气输气管道和空气输气管道分别持续地向还原腔和氧化腔内供给氢气和空气，提高氢气参与反应的时间，提高氢气的利用率；在出气电磁阀关闭第二时间段后，燃料电池控制器控制出气电磁阀开启第三时间段，排出还原腔的剩余气体和反应产物水，以避免还原腔的反应产物水的堆积，对燃料电池电堆造成损坏。

进一步地，第二时间段的时长与负载功率成反比；第三时间段的时长与负载功率成正比。

进一步地，还包括：空压机，与空气输气管道连通，外界大气中的空气通过空压机压缩后输送到氧化腔内。

进一步地，还包括：冷却管道，设于燃料电池电堆内；循环管道，与冷却管道连通形成闭环；循环水泵，设于循环管道上；冷却装置，设于循环管道上，对循环管道内流动的冷却液进行冷却；其中，循环水泵驱动循环管道内的冷却液在冷却管道与冷却装置之间循环流动。

进一步地，还包括：温度传感器，设于燃料电池电堆上，用于检测燃料电池电堆的第一温度；其中，循环水泵、冷却装置、温度传感器分别与燃料电池控制器电连接，燃料电池控制器根据负载功率的信息以及第一温度控制冷却装置的功率以及循环水泵的转速，且冷却装置的功率以及循环水泵的转速与负载功率、第一温度成正比。

进一步地，第一温度大于设定温度时，燃料电池控制器向显示终端发射高温警报信号，关闭氢气进气电磁阀和空压机，出气电磁阀开启一定时间后，再关闭出气电磁阀、循环水泵和冷却装置，从而关闭整个燃料电池管理系统。

进一步地，还包括：负载控制装置，用于获取负载信号；通讯装置，与负载控制装置电连接；总控制器，与燃料电池控制器、燃料电池电堆电连接；蓄电池，与总控制器电连接；其中，蓄电池与燃料电池电堆并联于负载输出电路上，通讯装置将负载控制装置的负载功率的信息传送到总控制器，总控制器根据负载功率切换燃料电池电堆、蓄电池的介入。

进一步地，负载功率小于等于燃料电池电堆的额定输出功率时，总控制器控制燃料电池通过负载输出电路向负载供电；负载功率大于燃料电池电堆的额定输出功率时，总控制器控制燃料电池电堆、蓄电池通过负载输出电路共同向负载供电。

进一步地，蓄电池电压低于第一设定电压值时，燃料电池电堆通过总控制器给蓄电池充电。

进一步地，还包括：多个巡检线，每个巡检线的两端分别与燃料电池电堆的一个电堆极片和燃料电池控制器电连接；其中，任一巡检线测得的电堆极片的电压低于设定电压时，燃料电池控制器向显示终端发射低电压警报信号，并控制关闭燃料电池电堆。

进一步地，压力传感器测得的气压值大于200kPa或小于30kPa时，燃料电池控制器向显示终端发射警报信号，关闭氢气进气电磁阀，出气电磁阀开启一定时间后，关闭空压机、出气电磁阀、循环水泵和冷却装置，从而关闭整个水冷型燃料电池控制系统，水冷型燃料电池控制系统适用于功率在 0.1～3kW范围内的水冷型燃料电池电堆，在出气电磁阀作为第一出气电磁阀时，在空气出气管道上设置作为第二出气电磁阀的空气出气电磁阀，其中第二出气电磁阀的控制策略可以与第一出气电磁阀的策略完全相同。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：提高燃料电池电堆内单位体积内的氢气与氧气的密度，提高氢气和空气中氧气的利用率。

附图说明

图1示出了本发明的一个实施例的水冷型燃料电池控制系统的示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的燃料电池电堆与冷却系统的示意图。

图中符号说明如下：

1燃料电池电堆，12还原腔、122进气口、124出气口、14氢气输气管道、142压力传感器、144进气电磁阀、16氢气出气管道、162出气电磁阀、 18氧化腔、182进风口、184出风口、110空气输气管道、112空气出气管道、 114巡检线、2燃料电池控制器、3空压机、4冷却管道、42循环管道、44 循环水泵、46冷却装置、5温度传感器、6负载控制装置、62通讯装置、7 总控制器、8蓄电池、214负极、216正极。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式及其有益效果作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本发明提供了一种水冷型燃料电池控制系统，限定了：

水冷型燃料电池控制系统包括：燃料电池电堆1、氢气输气管道14、氢气出气管道16、空气输气管道110、空气出气管道112、燃料电池控制器2；燃料电池电堆1内设有还原腔12和氧化腔18使得氢气进入还原腔12内、空气进入氧化腔18内，并通过氢气和氧气的氧化还原反应，进而使燃料电池电堆1产生电力，还原腔12中的氢气和氧化腔18中的氧气分别在负极214和正极216上的催化剂作用下反应生成水并释放电能，具体地，工作时向负极214供给燃料(氢)，向正极216供给氧化剂(空气，起作用的成分为氧气)；氢在负极分解成正离子H+和电子e-，当氢离子进入负极214与正极216之间的电解液中，而电子就沿外部电路移向正极216，用电的负载就接在外部电路中；在正极216上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极216 上的电子形成水；氢气输气管道14与还原腔12的进气口122连通，氢气通过氢气输气管道14进入到还原腔12内，参与反应后剩余的氢气从还原腔12 的出气口124，流入氢气出气管道16后排出；空气从与氧化腔18的进风口 182连通的空气输气管道110进入氧化腔18内，参与反应后剩余的氧气从与氧化腔18的出风口184连通的空气出气管道112排出，进一步地，在氢气出气管道16上设置有出气电磁阀162，燃料电池控制器2与出气电磁阀162电性连接，使得燃料电池控制器2获取开机信号时，控制出气电磁阀162开启第一时间段(即预排气时间)，燃料电池电堆1的还原腔12与氧化腔18内的气体分别通过氢气出气管道16和空气出气管道112排出，使还原腔12和氧化腔18内的气体处于常压状态，出气电磁阀162开启第一时间段之后，燃料电池控制器2根据获取的负载功率的信息控制出气电磁阀162每关闭第二时间段(即排气间隔时间)后控制出气电磁阀开启第三时间段(即排气时间)，使得在出气电磁阀162关闭的第二时间段内，还原腔12和氧化腔18内的气体压力处于工作压力状态，具体地，在第二时间段内，氢气输气管道14和空气输气管道110分别持续地向还原腔12和氧化腔18内供给氢气和空气，提高氢气参与反应的时间，提高氢气的利用率；在出气电磁阀162关闭第二时间段后，燃料电池控制器2控制出气电磁阀162开启第三时间段，排出还原腔12的剩余气体和反应产物水，以避免还原腔12的反应产物水的堆积，对燃料电池电堆1造成损坏。

氢气输气管道14上还设有压力传感器142、进气电磁阀144，通过压力传感器142可以获取氢气输气管道14上的氢气压力，通过进气电磁阀144 的开启和关闭可以控制氢气输气管道14的通断。

其中，水冷型燃料电池控制系统适用于功率在0.1～3kW范围内的水冷型燃料电池电堆。进一步地，压力传感器142测得的气压值大于200kPa或小于 30kPa，燃料电池控制器2向显示终端发射警报信号，并控制进气电磁阀144 关闭。

优选地，第二时间段的时长与负载功率成反比；第三时间段的时长与负载功率成正比；即负载功率越大，则关闭出气电磁阀162的第二时间段越短，开启出气电磁阀162的第三时间段越长；负载功率越小，则关闭出气电磁阀 162的第二时间段越长，开启出气电磁阀162的第三时间段越短。

具体地，空气路和氢气路不相通。

在本发明的一个具体地实施例中，出气电磁阀162的第一时间段的时长为0.1s～1s，比如0.2s、0.3s、0.5s、0.7s、0.9s等；正常工作时，第二时间段的时长为10s～30s，比如12s、13s、16s、19s、20s、22s、25s、28s、29s 等，第三时间段的时长为0.15s～0.3s，比如0.16s、0.18s、0.19s、0.20s、0.25s、 0.28s、0.29s等。

上述出气电磁阀162是对氢气的放出进行控制的第一出气电磁阀，为了提高工作性能，还可以在空气出气管道上设置有对空气的放出进行控制的阀门，即空气出气电磁阀(第二出气电磁阀)，其中第二出气电磁阀的控制策略可以与第一出气电磁阀的策略完全相同。

可选地，燃料电池电堆1为水冷型质子交换膜燃料电池电堆1，其功率在100w～3kw之间。

如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，进一步限定了：

在空气输气管道110上还设置有空压机3，空压机3在压缩空气后，外界大气中的空气通过空压机3压缩后输送到氧化腔18内，以提高氧化腔18 内单位体积的氧气浓度。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，进一步限定了：

燃料电池电堆1内设有冷却管道4，具体地，冷却管道4布置在燃料电池电堆1的一侧，燃料电池电堆1内部设有独立的水路，与冷却管道4相连接，循环管道42与冷却管道4连通形成闭环；循环管道42上设置循环水泵44和冷却装置46，循环水泵44驱动循环管道42内的冷却液在冷却管道4 与冷却装置46之间循环流动，使得冷却管道4内的冷却液与燃料电池电堆1 换热，降低燃料电池电堆1的温度，冷却液温度升高并通过循环管道42流入冷却装置46内，降低冷却液的温度，温度降低后的冷却液再通过循环管道 42流入冷却管道4，并进入燃料电池电堆1内的独立水路，以持续冷却燃料电池电堆1，其中冷却管道4，循环管道42与冷却管道4形成的冷却闭环不与气路管路(氢气路与氧气路)连通，冷却管道4只是进行冷却，避免阻碍氢气和氧气路气体流通，堵塞气路，减少氢氧反应的效率，降低电堆的性能。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，进一步限定了：

燃料电池电堆1上设置有温度传感器5，温度传感器5用于检测燃料电池电堆1的第一温度；其中，循环水泵44、冷却装置46、温度传感器5分别与燃料电池控制器2电连接，燃料电池控制器2根据负载功率的信息以及第一温度控制冷却装置46的功率以及循环水泵44的转速，具体地，当第一温度升高时，通过燃料电池控制器2控制循环水泵44的转速增加、冷却装置 46的功率增大，以加快冷却管道4内的冷却液与燃料电池电堆1的换热效率，从而降低燃料电池电堆1的温度，使得电堆处于最佳的环境温度下工作；需要说明的是，为了使燃料电池电堆1的温度处于最佳温度状态，冷却装置46 的功率以及循环水泵44的转速与负载功率、第一温度成正比。

进一步地，第一温度大于设定温度时，燃料电池控制器2向显示终端发射高温警报信号，并控制关闭水冷型燃料电池控制系统，具体地，关闭氢气进气电磁阀144，出气电磁阀162开启一定时间后，关闭空压机3、出气电磁阀162、循环水泵44和冷却装置46，关闭整个燃料电池管理系统。

详细地，设定温度的上限为70℃。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，进一步限定了：

水冷型燃料电池控制系统还包括：负载控制装置6、通讯装置62、总控制器7、蓄电池8；其中，负载控制装置6用于获取负载信号；通讯装置62 与负载控制装置6电连接；总控制器7与燃料电池控制器2、燃料电池电堆1 电连接；蓄电池8与总控制器7电连接；蓄电池8与燃料电池电堆1并联于负载输出电路上，通讯装置62将负载控制装置6的负载功率的信息传送到总控制器7，负载功率小于等于燃料电池电堆1的额定输出功率时，总控制器7 控制燃料电池通过负载输出电路向负载供电；负载功率大于燃料电池电堆1 的额定输出功率时，总控制器7控制燃料电池电堆1、蓄电池8通过负载输出电路共同向负载供电，输出负载所需功率，使得系统平稳运行

进一步地，蓄电池8电压低于第一设定电压值时，燃料电池电堆1通过总控制器7给蓄电池8充电，具体地，燃料电池电堆1将电能输出到总控制器7，再由总控制器7将电能可控制地分配给蓄电池8，当蓄电池8的电压低于额定电压时，总控制器7将至少部分由燃料电池电堆1供给的电能输出到蓄电池8，为蓄电池8充电，当蓄电池8的电压高于额定电压时，总控制器7 停止向蓄电池8供给电能，停止充电。

可选地，蓄电池8为锂离子电池组、镍氢动力电池组或镍铬动力电池组中的任一种。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，进一步限定了：

水冷型燃料电池控制系统还包括：多个巡检线114，每个巡检线114的两端分别与燃料电池电堆1的一个电堆极片和燃料电池控制器2电连接；其中，任一巡检线114测得的电堆极片的电压低于设定电压时，燃料电池控制器2向显示终端发射低电压警报信号，并控制关闭燃料电池电堆1。

根据本发明的一个实施例，提出了一种水冷型燃料电池控制系统的控制方法，具体步骤如下所示：

1、蓄电池8与总控制器7、燃料电池电堆1保持连通提供启动电压；

2、通讯装置62接收负载控制装置6的负载功率的信号，并将负载功率的信号反馈给总控制器7，负载功率小于等于燃料电池电堆1的额定输出功率时，总控制器7控制燃料电池通过负载输出电路向负载供电；负载功率大于燃料电池电堆1的额定输出功率时，总控制器7控制燃料电池电堆1、蓄电池8通过负载输出电路共同向负载供电；

3、燃料电池控制器2获取开机信号并执行开机操作，启动并执行开机操作，进气电磁阀144、空压机3、循环水泵44和冷却装置46同时开启，控制出气电磁阀162开启0.1s～1s进行排气后，根据获取的负载功率的信息控制出气电磁阀162每关闭10s～30s后控制出气电磁阀开启0.15s～0.3s；

4、燃料电池控制器2根据负载功率的信息以及燃料电池电堆1的第一温度控制冷却装置46的功率以及循环水泵44的转速，且冷却装置46的功率、循环水泵44的转速与负载功率、第一温度成正比，使得燃料电池电堆1温度在不高于70℃的温度下工作；

5、当蓄电池8电压低于设定值(额定电压)时，燃料电池电堆1通过燃料电池控制器2通过总控制器7块给蓄电池8充电，直到蓄电池8达到额定电压值时，停止充电；

6、燃料电池控制器2通过压力传感器142监测进气压力，压力传感器 142测得的气压值大于1.1bar或小于0.3bar时，燃料电池控制器2向显示终端发射警报信号，关闭燃料电池电堆1、进气电磁阀144、空压机3，出气电磁阀162开启预设时间(0.1s～1s)后，关闭出气电磁阀162，关闭出气电磁阀162后60s内，关闭循环水泵44和冷却装置46；

7、任一巡检线114测得的电堆极片的电压低于设定电压0.6V，且低电压维持时间不小于5s时，燃料电池控制器2向显示终端发射低电压警报信号，并控制关闭燃料电池电堆1；

8、燃料电池电堆1停止工作，燃料电池控制器2控制进气电磁阀144 关闭，出气电磁阀162保持开启0.1s～1s后，关闭空压机3、出气电磁阀162、循环水泵44、冷却装置46。

一种固态储氢供氢的水冷型燃料电池管理系统的控制方法总结如下：

1、由蓄电池8提供燃料电池(即燃料电池电堆1)的启动电源，开机启动；

2、通讯模块(即通讯装置62)接收负载控制信号，反馈给逻辑控制模块(即总控制器7)，逻辑控制模块根据燃料根据负载需求，切换燃料电池、蓄电池8的介入；

3、燃料电池控制模块(即燃料电池控制器2)启动并执行开机操作，进气电磁阀144、空压机3、循环水泵44和冷却装置46同时开启，氢气出气电磁阀(即出气电磁阀162)每间隔一定时间开启，开启一定时间后关闭，开启操作完成后，燃料电池开始发电；

4、燃料电池控制模块通过温度传感器5监测燃料电池电堆1的温度，根据燃料电池电堆1的温度进行调节冷却装置46冷却功率和循环水泵44的流速，使得电堆处于最佳的环境温度下工作。

5、当蓄电池8电压低于设定值时，燃料电池通过逻辑控制模块给蓄电池 8充电。

6、燃料电池控制模块通过压力传感器142监测进气压力，当进气气压超出设定范围值时，燃料电池控制模块进行低气压或者高气压报警，关闭燃料电池系统，停止供电，关闭进气电磁阀144，氢气出气电磁阀开启，排气预设时间后，同时关闭空压机3、氢气出气电磁阀、循环水泵44和冷却装置46。

7、燃料电池控制模块通过巡检线114监测燃料电池电堆1极片的电压，当电堆某一极片电压低于设定值时，燃料电池控制模块进行低电压报警，关闭燃料电池系统。

8、燃料电池系统停止工作，燃料电池控制模块控制关闭进气电磁阀144，出气电磁阀162开启，排气预设时间后，同时关闭空压机3、出气电磁阀162、循环水泵44和冷却装置46，关闭整个燃料电池管理系统。

本发明的有益效果如下：提高还原腔内的氢气的浓度，同时也提高了氧化腔内空气的浓度，进而增加单位体积内的氢气浓度和氧气浓度，提高还原腔内的氢气利用率以及氧化腔内的氧气利用率，同时提高了燃料电池电堆的发电效率，节约氢气资源；同时该系统具有提高燃料电池的安全性的优点；该系统具有可提高燃料电池的使用寿命的优点；该系统具有可提高燃料使用效率的优点；该系统具有适用性强的优点，可用于以氢燃料电池为动力源的助力单车、电动自行车、电动摩托车、叉车等电动机车上。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，包括：

燃料电池电堆，所述燃料电池电堆内设有还原腔和氧化腔；

分别与所述还原腔的进气口、出气口连通的氢气输气管道、氢气出气管道，所述氢气输气管道上设有压力传感器、进气电磁阀，所述氢气出气管道上设有出气电磁阀；

分别与所述氧化腔的进风口、出风口连通的空气输气管道、空气出气管道连接；

燃料电池控制器，与所述压力传感器、所述进气电磁阀、所述出气电磁阀电性连接；

所述燃料电池控制器获取开机信号，控制所述出气电磁阀开启第一时间段后，根据获取的负载功率的信息控制所述出气电磁阀每关闭第二时间段后控制所述出气电磁阀开启第三时间段。

2.根据权利要求1所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，

所述第二时间段的时长与负载功率成反比；

所述第三时间段的时长与负载功率成正比。

3.根据权利要求1所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：

空压机，与所述空气输气管道连通，外界大气中的空气通过所述空压机压缩后输送到所述氧化腔内。

4.根据权利要求3所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：

冷却管道，设于所述燃料电池电堆内；

循环管道，与所述冷却管道连通形成闭环；

循环水泵，设于所述循环管道上；

冷却装置，设于所述循环管道上，对所述循环管道内流动的冷却液进行冷却；

其中，所述循环水泵驱动所述循环管道内的冷却液在所述冷却管道与所述冷却装置之间循环流动。

5.根据权利要求4所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：

温度传感器，设于所述燃料电池电堆上，用于检测所述燃料电池电堆的第一温度；

其中，所述循环水泵、所述冷却装置、所述温度传感器分别与所述燃料电池控制器电连接，所述燃料电池控制器根据所述负载功率的信息以及所述第一温度控制所述冷却装置的功率以及所述循环水泵的转速，且所述冷却装置的功率以及所述循环水泵的转速与所述负载功率、所述第一温度成正比。

6.根据权利要求5所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，

所述第一温度大于设定温度时，所述燃料电池控制器向显示终端发射高温警报信号，关闭氢气进气电磁阀和空压机，出气电磁阀开启一定时间后，再关闭出气电磁阀、循环水泵和冷却装置，从而关闭整个燃料电池管理系统。

7.根据权利要求1所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：

负载控制装置，用于获取负载信号；

通讯装置，与所述负载控制装置电连接；

总控制器，与所述燃料电池控制器、所述燃料电池电堆电连接；

蓄电池，与所述总控制器电连接；

其中，所述蓄电池与所述燃料电池电堆并联于负载输出电路上，所述通讯装置将所述负载控制装置的负载功率的信息传送到所述总控制器，所述总控制器根据所述负载功率切换所述燃料电池电堆、所述蓄电池的介入。

8.根据权利要求7所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，

所述负载功率小于等于所述燃料电池电堆的额定输出功率时，所述总控制器控制所述燃料电池通过所述负载输出电路向负载供电；所述负载功率大于所述燃料电池电堆的额定输出功率时，所述总控制器控制所述燃料电池电堆、所述蓄电池通过所述负载输出电路共同向负载供电。

9.根据权利要求7所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，

所述蓄电池电压低于第一设定电压值时，所述燃料电池电堆通过总控制器给所述蓄电池充电。

10.根据权利要求1所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：

多个巡检线，每个所述巡检线的两端分别与所述燃料电池电堆的一个电堆极片和所述燃料电池控制器电连接；

其中，任一所述巡检线测得的电堆极片的电压低于设定电压时，所述燃料电池控制器向显示终端发射低电压警报信号，并控制关闭所述燃料电池电堆。

11.根据权利要求4所述的水冷型燃料电池控制系统，其特征在于，

所述压力传感器测得的气压值大于200kPa或小于30kPa时，所述燃料电池控制器向显示终端发射警报信号，关闭所述氢气进气电磁阀，所述出气电磁阀开启一定时间后，关闭所述空压机、所述出气电磁阀、所述循环水泵和所述冷却装置，从而关闭整个水冷型燃料电池控制系统，

所述水冷型燃料电池控制系统适用于功率在0.1～3kW范围内的水冷型燃料电池电堆，

在所述出气电磁阀作为第一出气电磁阀时，在所述空气出气管道上设置作为第二出气电磁阀的空气出气电磁阀，其中第二出气电磁阀的控制策略可以与第一出气电磁阀的策略完全相同。

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