CN112803044A - 一种燃料电池的氢控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种燃料电池的氢控制方法及系统，检测储氢装置的第一温度值及第一压力值，基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。本方案通过对储氢装置的温度值及压力值进行检测，并能够基于检测到的温度值及压力值确定氢气剩余量，从而基于氢气剩余量以及储氢装置的第二压力值和/或第二温度值对储氢装置的运行状态进行控制，实现了将储氢装置的温度及压力同时作为储氢装置的控制参数，避免了温度过高或过低对储氢装置造成的影响，提高了储氢装置控制的可靠性。

Description

一种燃料电池的氢控制方法及系统
技术领域
本申请涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池的氢控制方法及系统。
背景技术
氢燃料电池汽车作为一种“零排放、无污染”的载运工具，是我国能源战略、交通战略、汽车战略的重要组成部分。
车载储氢系统的控制策略是以保证系统高效运行为前提和基础的，现有的储氢系统压力控制策略是以压力定值为控制阈值，并未考虑温度过高或过低导致的影响，这就为储氢瓶内压力的可靠控制造成影响。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种燃料电池的氢控制方法及系统，其具体方案如下：
一种燃料电池的氢控制方法，包括：
检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
基于检测到的所述第一温度值及第一压力值确定所述储氢装置中的氢气剩余量；
基于所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值和/或所述储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
进一步的，所述基于检测到的所述第一温度值及第一压力值确定所述储氢装置中的氢气剩余量，包括：
基于所述第一压力值与所述第一温度值的第一比例关系，确定所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度；
基于所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度与所述储氢装置在预设条件下的第二氢气密度的第二比例关系，确定所述储氢装置的氢气剩余量。
进一步的，所述基于所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值和/或所述储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
确定控制指令；
基于所述控制指令确定第一控制策略，基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态；
和/或，
基于所述控制指令确定第二控制策略，基于所述第二控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
进一步的，所述基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，所述必要氢气消耗量至少包括所述燃料电池的最小储氢量和/或所述燃料电池吹扫的耗氢量；
若所述关系满足第一条件，维持所述储氢装置的继续运行状态；
若所述关系满足第二条件，控制所述储氢装置以第一方式关机；
若所述关系满足第三条件，控制所述储氢装置以第二方式关机。
进一步的，所述控制所述储氢装置以第一方式关机，包括：控制所述储氢装置常温关机；
控制所述储氢装置以第二方式关机，包括：控制所述触控装置低温关机。
进一步的，所述基于所述第二控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
若所述储氢装置中包括不少于两个储氢单元，确定所述不少于两个储氢单元中每个所述储氢单元的第二温度数据；
确定所述不少于两个储氢单元中任意两个储氢单元的第二温度数据之间的差值是否不大于第一预设值；
若是，基于所述不少于两个储氢单元的第二温度数据确定当前时刻的修正温度，维持所述储氢装置的继续运行状态；
若有至少一组所述差值大于所述第一预设值，控制所述储氢装置关机。
一种燃料电池的氢控制系统，包括：
检测单元，用于检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
第一确定单元，用于基于检测到的所述第一温度值及第一压力值确定所述储氢装置中的氢气剩余量；
第二确定单元，用于基于所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值和/或所述储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
进一步的，所述第一确定单元用于：
基于所述第一压力值与所述第一温度值的第一比例关系，确定所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度；基于所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度与所述储氢装置在预设条件下的第二氢气密度的第二比例关系，确定所述储氢装置的氢气剩余量。
进一步的，所述第二确定单元用于：
确定控制指令；基于所述控制指令确定第一控制策略，基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态；和/或，基于所述控制指令确定第二控制策略，基于所述第二控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
进一步的，所述第二确定单元基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
所述第二确定单元确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，所述必要氢气消耗量至少包括所述燃料电池的最小储氢量和/或所述燃料电池吹扫的耗氢量；若所述关系满足第一条件，维持所述储氢装置的继续运行状态；若所述关系满足第二条件，控制所述储氢装置以第一方式关机；若所述关系满足第三条件，控制所述储氢装置以第二方式关机。
从上述技术方案可以看出，本申请公开的燃料电池的氢控制方法及系统，检测储氢装置的第一温度值及第一压力值，基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。本方案通过对储氢装置的温度值及压力值进行检测，并能够基于检测到的温度值及压力值确定氢气剩余量，从而基于氢气剩余量以及储氢装置的第二压力值和/或第二温度值对储氢装置的运行状态进行控制，实现了将储氢装置的温度及压力同时作为储氢装置的控制参数，避免了温度过高或过低对储氢装置造成的影响，提高了储氢装置控制的可靠性。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种燃料电池的氢控制方法的流程图；
图2为本申请实施例公开的一种燃料电池的氢控制方法的流程图；
图3为本申请实施例公开的一种燃料电池的氢控制方法的流程图；
图4为本申请实施例公开的一种燃料电池的氢控制系统的结构示意图。
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。
本申请公开了一种燃料电池的氢控制方法，其流程图如图1所示，包括：
步骤S11、检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
步骤S12、基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量；
步骤S13、基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。
在储氢装置中设置温度传感器及压力传感器，通过温度传感器及压力传感器实时检测储氢装置中的温度值及压力值，以避免由于温度过高或过低、或者压力过高或过低对储氢装置的正常运行造成影响。
若储氢装置中具有不少于两个储氢单元，储氢单元可以为储氢瓶，则为每个储氢瓶分别设置一个温度传感器及一个压力传感器，以保证检测到的数据的准确性。若温度传感器和/或压力传感器为不少于两个，则将不少于两个温度传感器得到的不少于两个数据进行修正，从而得到一个最终的温度值，将其确定为第一温度值；将不少于两个压力传感器得到的不少于两个数据进行修正，从而得到一个最终的压力值，将其确定为第一压力值。
基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，具体的：
基于第一压力值与第一温度值的第一比例关系，确定储氢装置在第一压力值及第一温度值的情况下的第一氢气密度；基于储氢装置在第一压力值及第一温度值的情况下的第一氢气密度与储氢装置在预设条件下的第二氢气密度的第二比例关系，确定储氢装置的氢气剩余量。
其中，第一比例关系可以为：
Figure BDA0002877120360000061
其中，P为储氢装置中的气体压力，即第一压力值，T为气体绝对温度，即第一温度值，z为压缩系数，R为理想气体常数，ρ为第一氢气密度，即储氢装置在第一温度值及第一压力值的情况下的第一氢气密度。
第二比例关系可以为：
Figure BDA0002877120360000062
其中，ρ(P,T)为储氢装置在第一温度值及第一压力值的情况下的第一氢气密度，ρ(35MPa,15℃)为储氢装置在额定储氢压力35MPa和温度15摄氏度条件下的第二氢气密度，SOC为储氢装置的氢气剩余量，其中，SOC为储氢装置中的氢气剩余比例，而非具体含量。
预设条件即为额定储氢压力35MPa和温度15摄氏度的条件。
同理，对于70MPa压力等级的储氢系统，SOC值确定过程中将第二比例关系中的分母修改为70MPa，15摄氏度的氢气密度即可。
由于对于氢气剩余量的确定已参考了储氢装置的温度值及压力值，那么，在基于氢气剩余量对储氢装置的运行状态进行控制的过程中，则可以仅基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值之间的参数关系进行控制，也可以仅基于氢气剩余量与储氢装置中的第二温度值之间的参数关系进行控制，还可以基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值之间的参数关系，以及，氢气剩余量与储氢装置中的第二温度值之间的参数关系进行确定，无论采用上述哪一种控制方式都不会对控制的可靠性造成影响。
具体的，可以基于用户的控制指令确定控制方式，如：
基于控制指令确定第一控制策略，基于第一控制策略通过氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定储氢装置的运行状态；
和/或，
基于控制指令确定第二控制策略，基于第二控制策略通过氢气剩余量与储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定储氢装置的运行状态。
需要说明的是，第一温度值即温度传感器初始检测到的温度值，第二温度值即温度传感器在运行过程中检测到的温度值；第一压力值即压力传感器初始检测到的压力值，第二压力值即压力传感器在运行过程中检测到的压力值；对应的，第一氢气密度为在初始状态下，即在第一温度值及第一压力值的情况下，确定的初始的氢气密度，第二氢气密度为在运行过程中，即在第二温度值及第二压力值的情况下，确定的运行过程中的氢气密度。
本实施例公开的燃料电池的氢控制方法，检测储氢装置的第一温度值及第一压力值，基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。本方案通过对储氢装置的温度值及压力值进行检测，并能够基于检测到的温度值及压力值确定氢气剩余量，从而基于氢气剩余量以及储氢装置的第二压力值和/或第二温度值对储氢装置的运行状态进行控制，实现了将储氢装置的温度及压力同时作为储氢装置的控制参数，避免了温度过高或过低对储氢装置造成的影响，提高了储氢装置控制的可靠性。
本实施例公开了一种燃料电池的氢控制方法，其流程图如图2所示，包括：
步骤S21、检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
步骤S22、基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量；
步骤S23、确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，必要氢气消耗量至少包括燃料电池的最小储氢量和/或燃料电池吹扫的耗氢量；
步骤S24、若关系满足第一条件，维持储氢装置的继续运行状态；若关系满足第二条件，控制储氢装置以第一方式关机；若关系满足第三条件，控制储氢装置以第二方式关机。
以储氢装置中的第二压力值作为第一控制策略的控制参数，其中，第二压力值可以为储氢装置中的剩余压力值，即基于储氢装置中的当前剩余氢气压力值作为控制参数控制储氢装置的运行状态。
确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，可以为：确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的大小。
其中，必要氢气消耗量可以为：燃料电池的最小储氢量，即燃料电池中最少需要保证有最小储氢量，才能保证燃料电池的正常使用；必要氢气消耗量还可以为：燃料电池吹扫的耗氢量，即燃料电池在关机过程中吹扫所需要消耗的氢含量；另外，必要氢气消耗量还可以为：应用该燃料电池的车辆在行驶过程中行驶至加氢站的耗氢量。
具体的，若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量，则确定当前处于第一等级故障，即当前氢气剩余含量过低，需要上报故障，关闭瓶阀，燃料电池急停；
若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量与关机时实时吹扫耗氢量相加的和，则确定当前处于第二故障等级，即当前氢气剩余含量较低，需要上报故障，燃料电池吹扫关机，关闭瓶阀；
若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量与关机时实时吹扫耗氢量相加，以及，与百公里耗氢量或使用场景中行驶至加氢站的耗氢量相加的和，则确定当前处于第三故障等级，即当前氢气剩余含量稍低，需要上报并记录故障，无需进行关机处理；
若氢气剩余含量大于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量与关机时实时吹扫耗氢量相加，以及，与百公里耗氢量或使用场景中行驶至加氢站的耗氢量相加的和，则确定当前处于无故障状态，不进行任何处理，使燃料电池处于维持其当前状态的状态。
进一步的，在对燃料电池的故障等级进行判定时，还需要进一步确定燃料电池的吹扫方式，不同的吹扫方式会对应不同的耗氢量，因此，预先确定吹扫方式，以便在对氢气剩余含量进行判定时，能够基于预先确定的吹扫方式进行判定，保证了故障等级判定的准确性。
储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量，即储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下使燃料电池关机所消耗的氢含量，进一步的，在对燃料电池的故障等级进行判定时，还需要确定储氢瓶4摄氏度、系统要求余压下常温关机的耗氢量，以及，储氢瓶4摄氏度、系统要求余压下低温关机的耗氢量。
其中，在相同的温度及系统余压条件下，储氢瓶常温关机所需要的耗氢量大于低温关机所需要的耗氢量。
具体的，若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下常温关机所需要的耗氢量，则确定当前处于第一等级故障，即当前氢气剩余含量过低，需要上报故障，关闭瓶阀，燃料电池急停，此时，燃料电池为常温关机；若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下低温关机所需要的耗氢量，则确定当前处于第一等级故障，即当前氢气剩余含量过低，需要上报故障，关闭瓶阀，燃料电池急停，此时，燃料电池为低温关机；
同理，若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下常温关机所需要的耗氢量与关机时实时吹扫耗氢量相加的和，则确定当前处于第二故障等级，即当前氢气剩余含量较低，需要上报故障，燃料电池吹扫关机，关闭瓶阀，此时，燃料电池为常温关机；若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下低温关机所需要的耗氢量与关机时实时吹扫耗氢量相加的和，则确定当前处于第二故障等级，即当前氢气剩余含量较低，需要上报故障，燃料电池吹扫关机，关闭瓶阀，此时，燃料电池为低温关机。
在第三故障等级及无故障状态也涉及到储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下常温关机或低温关机所需要的耗氢量作为参考参数，但是并未涉及到对燃料电池的关机。
本实施例公开的燃料电池的氢控制方法，检测储氢装置的第一温度值及第一压力值，基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。本方案通过对储氢装置的温度值及压力值进行检测，并能够基于检测到的温度值及压力值确定氢气剩余量，从而基于氢气剩余量以及储氢装置的第二压力值和/或第二温度值对储氢装置的运行状态进行控制，实现了将储氢装置的温度及压力同时作为储氢装置的控制参数，避免了温度过高或过低对储氢装置造成的影响，提高了储氢装置控制的可靠性。
本实施例公开了一种燃料电池的氢控制方法，其流程图如图3所示，包括：
步骤S31、检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
步骤S32、基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量；
步骤S33、若储氢装置中包括不少于两个储氢单元，确定不少于两个储氢单元中每个储氢单元的第二温度数据；
步骤S34、确定不少于两个储氢单元中任意两个储氢单元的第二温度数据之间的差值是否不大于第一预设值；
步骤S35、若是，基于不少于两个储氢单元的第二温度数据确定当前时刻的修正温度，维持储氢装置的继续运行状态；
步骤S36、若有至少一组差值大于第一预设值，控制储氢装置关机。
以储氢装置中的储氢单元的温度数据作为控制储氢装置状态的参数，若储氢装置中包括不少于两个储氢单元，为每一个储氢单元分别设置一个温度传感器，用于检测该储氢单元的温度。
具体的，在储氢瓶的瓶阀开启前，即t＝0时刻，首先确定每个储氢单元的温度传感器检测到的第二温度数据是否处于第一温度范围，只有当每一个储氢单元的第二温度数据均处于第一温度范围时，才能够表明储氢装置中的每一个储氢单元均处于正常状态；例如：-40℃＜T＜85℃。
进一步的，还需要确定任意两个储氢单元的温度传感器检测到的第二温度数据之间的差值是否不大于第一预设值，如：ΔT＜6℃，当任意两个储氢单元之间的第二温度数据之间的差值均满足大于第一预设值时，则基于任意两个储氢单元的第二温度数据确定当前时刻的修正温度，维持储氢装置的继续运行状态。
具体的，确定当前时刻的修正温度，可以为：
Figure BDA0002877120360000111
进一步的，在确定修正温度之后，可以基于修正温度对氢气剩余量进行修正，即将修正温度作为当前时刻的第一温度值，重新确定当前时刻的氢气剩余量。
在确定修正温度后，瓶阀开启，即t＝1时刻，将各温度传感器的读数T1、T2、T3、…、Tn，逐个与T(t＝0)对比，若均相差不大于第一预设值，则继续计算t＝1时刻的修正温度，为：
Figure BDA0002877120360000112
并继续进行后续采样周期；若在t＝1时刻，有至少一个差值大于第一预设值，则确定当前处于第二故障等级，需要锁存前一时刻的修正温度，即t＝0时刻的修正温度：
Figure BDA0002877120360000113
若在t＝0时刻，确定有至少一个差值大于第一预设值，或者，有至少一个第二温度数据未处于第一温度范围，则不允许开启储氢瓶的瓶阀。
本实施例公开的燃料电池的氢控制方法，检测储氢装置的第一温度值及第一压力值，基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。本方案通过对储氢装置的温度值及压力值进行检测，并能够基于检测到的温度值及压力值确定氢气剩余量，从而基于氢气剩余量以及储氢装置的第二压力值和/或第二温度值对储氢装置的运行状态进行控制，实现了将储氢装置的温度及压力同时作为储氢装置的控制参数，避免了温度过高或过低对储氢装置造成的影响，提高了储氢装置控制的可靠性。
本实施例公开了一种燃料电池的氢控制系统，其结构示意图如图4所示，包括：
检测单元41，第一确定单元42及第二确定单元43。
检测单元41用于检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
第一确定单元42用于基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量；
第二确定单元43用于基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。
在储氢装置中设置温度传感器及压力传感器，通过温度传感器及压力传感器实时检测储氢装置中的温度值及压力值，以避免由于温度过高或过低、或者压力过高或过低对储氢装置的正常运行造成影响。
若储氢装置中具有不少于两个储氢单元，储氢单元可以为储氢瓶，则为每个储氢瓶分别设置一个温度传感器及一个压力传感器，以保证检测到的数据的准确性。若温度传感器和/或压力传感器为不少于两个，则将不少于两个温度传感器得到的不少于两个数据进行修正，从而得到一个最终的温度值，将其确定为第一温度值；将不少于两个压力传感器得到的不少于两个数据进行修正，从而得到一个最终的压力值，将其确定为第一压力值。
基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，具体的：
基于第一压力值与第一温度值的第一比例关系，确定储氢装置在第一压力值及第一温度值的情况下的第一氢气密度；基于储氢装置在第一压力值及第一温度值的情况下的第一氢气密度与储氢装置在预设条件下的第二氢气密度的第二比例关系，确定储氢装置的氢气剩余量。
其中，第一比例关系可以为：
Figure BDA0002877120360000121
其中，P为储氢装置中的气体压力，即第一压力值，T为气体绝对温度，即第一温度值，z为压缩系数，R为理想气体常数，ρ为第一氢气密度，即储氢装置在第一温度值及第一压力值的情况下的第一氢气密度。
第二比例关系可以为：
Figure BDA0002877120360000122
其中，ρ(P,T)为储氢装置在第一温度值及第一压力值的情况下的第一氢气密度，ρ(35MPa,15℃)为储氢装置在额定储氢压力35MPa和温度15摄氏度条件下的第二氢气密度，SOC为储氢装置的氢气剩余量，其中，SOC为储氢装置中的氢气剩余比例，而非具体含量。
预设条件即为额定储氢压力35MPa和温度15摄氏度的条件。
同理，对于70MPa压力等级的储氢系统，SOC值确定过程中将第二比例关系中的分母修改为70MPa，15摄氏度的氢气密度即可。
由于对于氢气剩余量的确定已参考了储氢装置的温度值及压力值，那么，在基于氢气剩余量对储氢装置的运行状态进行控制的过程中，则可以仅基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值之间的参数关系进行控制，也可以仅基于氢气剩余量与储氢装置中的第二温度值之间的参数关系进行控制，还可以基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值之间的参数关系，以及，氢气剩余量与储氢装置中的第二温度值之间的参数关系进行确定，无论采用上述哪一种控制方式都不会对控制的可靠性造成影响。
具体的，可以基于用户的控制指令确定控制方式，如：
基于控制指令确定第一控制策略，基于第一控制策略通过氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定储氢装置的运行状态；
和/或，
基于控制指令确定第二控制策略，基于第二控制策略通过氢气剩余量与储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定储氢装置的运行状态。
进一步的，第二确定单元43确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，必要氢气消耗量至少包括燃料电池的最小储氢量和/或燃料电池吹扫的耗氢量；若关系满足第一条件，维持储氢装置的继续运行状态；若关系满足第二条件，控制储氢装置以第一方式关机；若关系满足第三条件，控制储氢装置以第二方式关机。
以储氢装置中的第二压力值作为第一控制策略的控制参数，其中，第二压力值可以为储氢装置中的剩余压力值，即基于储氢装置中的当前剩余氢气压力值作为控制参数控制储氢装置的运行状态。
确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，可以为：确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的大小。
其中，必要氢气消耗量可以为：燃料电池的最小储氢量，即燃料电池中最少需要保证有最小储氢量，才能保证燃料电池的正常使用；必要氢气消耗量还可以为：燃料电池吹扫的耗氢量，即燃料电池在关机过程中吹扫所需要消耗的氢含量；另外，必要氢气消耗量还可以为：应用该燃料电池的车辆在行驶过程中行驶至加氢站的耗氢量。
具体的，若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量，则确定当前处于第一等级故障，即当前氢气剩余含量过低，需要上报故障，关闭瓶阀，燃料电池急停；
若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量与关机时实时吹扫耗氢量相加的和，则确定当前处于第二故障等级，即当前氢气剩余含量较低，需要上报故障，燃料电池吹扫关机，关闭瓶阀；
若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量与关机时实时吹扫耗氢量相加，以及，与百公里耗氢量或使用场景中行驶至加氢站的耗氢量相加的和，则确定当前处于第三故障等级，即当前氢气剩余含量稍低，需要上报并记录故障，无需进行关机处理；
若氢气剩余含量大于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量与关机时实时吹扫耗氢量相加，以及，与百公里耗氢量或使用场景中行驶至加氢站的耗氢量相加的和，则确定当前处于无故障状态，不进行任何处理，使燃料电池处于维持其当前状态的状态。
进一步的，在对燃料电池的故障等级进行判定时，还需要进一步确定燃料电池的吹扫方式，不同的吹扫方式会对应不同的耗氢量，因此，预先确定吹扫方式，以便在对氢气剩余含量进行判定时，能够基于预先确定的吹扫方式进行判定，保证了故障等级判定的准确性。
储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下的氢气含量，即储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下使燃料电池关机所消耗的氢含量，进一步的，在对燃料电池的故障等级进行判定时，还需要确定储氢瓶4摄氏度、系统要求余压下常温关机的耗氢量，以及，储氢瓶4摄氏度、系统要求余压下低温关机的耗氢量。
其中，在相同的温度及系统余压条件下，储氢瓶常温关机所需要的耗氢量大于低温关机所需要的耗氢量。
具体的，若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下常温关机所需要的耗氢量，则确定当前处于第一等级故障，即当前氢气剩余含量过低，需要上报故障，关闭瓶阀，燃料电池急停，此时，燃料电池为常温关机；若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下低温关机所需要的耗氢量，则确定当前处于第一等级故障，即当前氢气剩余含量过低，需要上报故障，关闭瓶阀，燃料电池急停，此时，燃料电池为低温关机；
同理，若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下常温关机所需要的耗氢量与关机时实时吹扫耗氢量相加的和，则确定当前处于第二故障等级，即当前氢气剩余含量较低，需要上报故障，燃料电池吹扫关机，关闭瓶阀，此时，燃料电池为常温关机；若氢气剩余含量小于等于储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下低温关机所需要的耗氢量与关机时实时吹扫耗氢量相加的和，则确定当前处于第二故障等级，即当前氢气剩余含量较低，需要上报故障，燃料电池吹扫关机，关闭瓶阀，此时，燃料电池为低温关机。
在第三故障等级及无故障状态也涉及到储氢瓶在4摄氏度、系统要求余压下常温关机或低温关机所需要的耗氢量作为参考参数，但是并未涉及到对燃料电池的关机。
进一步的，第二确定单元43用于在储氢装置中包括不少于两个储氢单元时，确定不少于两个储氢单元中每个储氢单元的第二温度数据；若确定不少于两个储氢单元中任意两个储氢单元的第二温度数据之间的差值是否不大于第一预设值；若是，基于不少于两个储氢单元的第二温度数据确定当前时刻的修正温度，维持储氢装置的继续运行状态；若有至少一组差值大于第一预设值，控制储氢装置关机。
以储氢装置中的储氢单元的温度数据作为控制储氢装置状态的参数，若储氢装置中包括不少于两个储氢单元，为每一个储氢单元分别设置一个温度传感器，用于检测该储氢单元的温度。
具体的，在储氢瓶的瓶阀开启前，即t＝0时刻，首先确定每个储氢单元的温度传感器检测到的第二温度数据是否处于第一温度范围，只有当每一个储氢单元的第二温度数据均处于第一温度范围时，才能够表明储氢装置中的每一个储氢单元均处于正常状态；例如：-40℃＜T＜85℃。
进一步的，还需要确定任意两个储氢单元的温度传感器检测到的第二温度数据之间的差值是否不大于第一预设值，如：ΔT＜6℃，当任意两个储氢单元之间的第二温度数据之间的差值均满足大于第一预设值时，则基于任意两个储氢单元的第二温度数据确定当前时刻的修正温度，维持储氢装置的继续运行状态。
具体的，确定当前时刻的修正温度，可以为：
Figure BDA0002877120360000161
进一步的，在确定修正温度之后，可以基于修正温度对氢气剩余量进行修正，即将修正温度作为当前时刻的第一温度值，重新确定当前时刻的氢气剩余量。
在确定修正温度后，瓶阀开启，即t＝1时刻，将各温度传感器的读数T1、T2、T3、…、Tn，逐个与T(t＝0)对比，若均相差不大于第一预设值，则继续计算t＝1时刻的修正温度，为：
Figure BDA0002877120360000162
并继续进行后续采样周期；若在t＝1时刻，有至少一个差值大于第一预设值，则确定当前处于第二故障等级，需要锁存前一时刻的修正温度，即t＝0时刻的修正温度：
Figure BDA0002877120360000163
若在t＝0时刻，确定有至少一个差值大于第一预设值，或者，有至少一个第二温度数据未处于第一温度范围，则不允许开启储氢瓶的瓶阀。
本实施例公开的燃料电池的氢控制系统，检测储氢装置的第一温度值及第一压力值，基于检测到的第一温度值及第一压力值确定储氢装置中的氢气剩余量，基于氢气剩余量与储氢装置中的第二压力值和/或储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定储氢装置的运行状态。本方案通过对储氢装置的温度值及压力值进行检测，并能够基于检测到的温度值及压力值确定氢气剩余量，从而基于氢气剩余量以及储氢装置的第二压力值和/或第二温度值对储氢装置的运行状态进行控制，实现了将储氢装置的温度及压力同时作为储氢装置的控制参数，避免了温度过高或过低对储氢装置造成的影响，提高了储氢装置控制的可靠性。
本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池的氢控制方法，其特征在于，包括：
检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
基于检测到的所述第一温度值及第一压力值确定所述储氢装置中的氢气剩余量；
基于所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值和/或所述储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于检测到的所述第一温度值及第一压力值确定所述储氢装置中的氢气剩余量，包括：
基于所述第一压力值与所述第一温度值的第一比例关系，确定所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度；
基于所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度与所述储氢装置在预设条件下的第二氢气密度的第二比例关系，确定所述储氢装置的氢气剩余量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值和/或所述储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
确定控制指令；
基于所述控制指令确定第一控制策略，基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态；
和/或，
基于所述控制指令确定第二控制策略，基于所述第二控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，所述必要氢气消耗量至少包括所述燃料电池的最小储氢量和/或所述燃料电池吹扫的耗氢量；
若所述关系满足第一条件，维持所述储氢装置的继续运行状态；
若所述关系满足第二条件，控制所述储氢装置以第一方式关机；
若所述关系满足第三条件，控制所述储氢装置以第二方式关机。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述储氢装置以第一方式关机，包括：控制所述储氢装置常温关机；
控制所述储氢装置以第二方式关机，包括：控制所述触控装置低温关机。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
若所述储氢装置中包括不少于两个储氢单元，确定所述不少于两个储氢单元中每个所述储氢单元的第二温度数据；
确定所述不少于两个储氢单元中任意两个储氢单元的第二温度数据之间的差值是否不大于第一预设值；
若是，基于所述不少于两个储氢单元的第二温度数据确定当前时刻的修正温度，维持所述储氢装置的继续运行状态；
若有至少一组所述差值大于所述第一预设值，控制所述储氢装置关机。
7.一种燃料电池的氢控制系统，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测储氢装置的第一温度值及第一压力值；
第一确定单元，用于基于检测到的所述第一温度值及第一压力值确定所述储氢装置中的氢气剩余量；
第二确定单元，用于基于所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值和/或所述储氢装置的第二温度值之间的参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一确定单元用于：
基于所述第一压力值与所述第一温度值的第一比例关系，确定所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度；基于所述储氢装置在所述第一压力值及所述第一温度值的情况下的第一氢气密度与所述储氢装置在预设条件下的第二氢气密度的第二比例关系，确定所述储氢装置的氢气剩余量。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二确定单元用于：
确定控制指令；基于所述控制指令确定第一控制策略，基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态；和/或，基于所述控制指令确定第二控制策略，基于所述第二控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置的第二温度值之间的第二参数关系确定所述储氢装置的运行状态。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第二确定单元基于所述第一控制策略通过所述氢气剩余量与所述储氢装置中的第二压力值之间的第一参数关系确定所述储氢装置的运行状态，包括：
所述第二确定单元确定氢气剩余量与必要氢气消耗量之间的关系，所述必要氢气消耗量至少包括所述燃料电池的最小储氢量和/或所述燃料电池吹扫的耗氢量；若所述关系满足第一条件，维持所述储氢装置的继续运行状态；若所述关系满足第二条件，控制所述储氢装置以第一方式关机；若所述关系满足第三条件，控制所述储氢装置以第二方式关机。
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