CN113594506B - 燃料电池系统的温度控制方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种燃料电池系统的温度控制方法及相关设备。燃料电池系统的温度控制方法应用于燃料电池系统，燃料电池的温度控制方法包括获取电堆温度；判断电堆温度是否小于或等于第一预设温度；当电堆温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆的反应速率降低。本申请实施例通过在电堆温度小于第一预设温度时，控制电堆的效率降低，增加了电堆的散热量，提高电堆的温度，缩短了电堆升高至最佳工作温度所需要的时间，降低了燃料电池系统的功耗，提高燃料电池系统的使用性能。

Description

燃料电池系统的温度控制方法及相关设备

技术领域

本申请实施例涉及燃料电池系统的技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池系统的温度控制方法及相关设备

背景技术

现有技术中，电堆的温度影响电堆的反应效率。电堆在最佳工作温度下反应效率最高，而温度过高或者过低都会导致电堆的反应效率降低。

电堆的最佳工作温度通常在50摄氏度至60摄氏度之间，而燃料电池系统在开机启动时，电堆的温度接近环境温度，通常在20摄氏度左右，低于电堆的最佳工作温度。电堆在启动之后，从环境温度升高至最佳工作温度，需要5分钟左右时间。而在这段时间内，电堆一直处于低效率的工作状态，增加了燃料电池系统的功耗。

发明内容

本申请实施例旨在缩短电堆从环境温度升高至最佳工作温度所需要的时间，从而降低燃料电池系统的功耗。

为此，本申请实施例的第一方面在于提供一种燃料电池系统的温度控制方法。

本申请实施例的第二方面在于提供一种燃料电池系统的温度控制装置。

本申请实施例的第三方面在于提供一种电子设备。

本申请实施例的第四方面在于提供一种可读存储介质。

本申请实施例的第一方面提供了一种燃料电池系统的温度控制方法，应用于燃料电池系统，燃料电池的温度控制方法包括：获取电堆温度；判断电堆温度是否小于或等于第一预设温度；当电堆温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆的反应速率降低。

可选的，控制电堆的反应速率降低，具体包括：控制电堆的氧气输入量降低；和/或，控制电堆的氢气输入量降低。

可选的，燃料电池系统包括空气回路，空气回路包括节流阀、背压阀和泄压阀，控制电堆的氧气输入量降低，具体包括：控制空气压缩机的转速小于工作转速；调节节流阀的开度、背压阀的开度和泄压阀的开度，控制空气回路的进气压强小于工作空气压强，以及控制空气回路的进气流量减小，其中，工作转速为燃料电池系统处于正常工作状态下空气压缩机的转速，工作空气压强为燃料电池系统处于正常工作状态下空气回路的进气压强。

可选的，燃料电池系统还包括氢气回路，氢气回路包括排氢阀，控制氢气的输入量降低，具体包括：控制排氢阀的开启频率降低。

可选的，氢气回路还包括比例阀和回氢泵，控制氢气的输入量降低，还包括：调节比例阀的开度和回氢泵的转速，控制氢气回路的进气压强小于工作氢气压强，控制氢气回路的进气流量增大，其中，工作氢气压强为燃料电池系统处于正常工作状态下氢气回路的进气压强。

可选的，燃料电池系统系统的温度控制方法还包括：当电堆温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆与预设装置换热，其中，预设装置包括空气压缩机、中间冷却器、空气压缩机控制器、升压电源中至少之一。

可选的，燃料电池系统的温度控制方法还包括：当电堆温度大于第一预设温度时，控制预设装置与换热器换热；和/或，当电堆温度大于第一预设温度时，控制电堆的反应效率升高。

本申请实施例的第二方面提供了一种燃料电池系统的温度控制装置，燃料电池系统的温度控制装置用于控制燃料电池系统，燃料电池系统的温度控制装置包括：温度获取单元，温度获取单元用于获取电堆的温度；判断单元，判断单元用于判断电堆的温度是否小于或等于第一预设温度；控制单元，控制单元用于当电堆的温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆的反应速率降低。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述第一方面的燃料电池系统的温度控制方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种可读存储介质，存储介质存储有程序，程序被执行时，能够实现如上述第一方面的燃料电池系统的温度控制方法的步骤。

本申请实施例的有益效果如下：

本申请实施例通过在电堆温度小于第一预设温度时，控制电堆的反应效率降低，使得燃料在电堆内反应生成的电能减少，而热能增加，从而增加了电堆的散热量，提高电堆的温度，缩短了电堆从环境温度升高至最佳工作温度所需要的时间，也即是缩短了电堆在低效率下反应的时间，降低燃料电池系统功耗，提高燃料电池系统的使用性能。

本申请实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

本申请实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统结构示意图；

图2为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统的温度控制方法的步骤流程图之一；

图3为本申请提供的一种实施例的单片电压变化曲线示意图；

图4为本申请提供的一种实施例的燃料电池系统的温度控制方法的步骤流程图之二；

图5为本申请提供的一种实施例的温度控制装置结构示意框图；

图6为本申请提供的一种实施例的电子设备结构示意框图。

其中，图1、图5和图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：燃料电池系统，102：背压阀，104：节流阀，106：泄压阀，108：空气流量计，110：电堆，112：比例阀，114：排氢阀，116：温压传感器，120：空气压缩机，122：空气压缩机控制器，130：中间冷却器，150：回氢泵，140：气液分离器，160：水泵，170：升压电源，180：换热器，190：控制阀，200：燃料电池系统的温度控制装置，210：温度获取单元，220：判断单元，230：控制单元，300：电子设备，310：处理器，320：存储器。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本申请实施例的第一方面提供了一种燃料电池系统的温度控制方法，应用于燃料电池系统100。

如图1所示，燃料电池系统100可以为氢氧燃料电池系统。燃料电池系统100包括电堆110，氢气和氧气能够在电堆110内反应，从而产生电能。

如图2所示，燃料电池系统的温度控制方法包括：

步骤S101，获取电堆温度；

步骤S102，判断电堆温度是否小于或等于第一预设温度；

步骤S103，当电堆温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆的反应速率降低。

具体地，可以在电堆110上设置温度传感器，通过温度传感器获取电堆110的温度，提高获取到的电堆110温度的准确性。还可以检测电堆110内流出的冷媒温度，将电堆110内流出冷媒温度做为电堆110的温度，提高电堆110温度的获取效率。

可以理解地，第一预设温度可以为电堆110的最佳工作温度，电堆110在最佳工作温度下反应效率最高。根据燃料电池系统100的不同运行需求，可以设置不同的第一预设温度。在一些示例中，第一预设温度可以为温度范围，第一预设温度的范围可以在30摄氏度至50摄氏度之间。在一些示例中，第一预设温度可以为35摄氏度，40摄氏度或者45摄氏度。

当电堆110的温度小于第一预设温度时，控制电堆110的反应效率降低。可以理解地，通过降低电堆110的反应效率，从而降低电堆110内燃料反应生成的电能，增加燃料在电堆110内生成的热量，从而增加了电堆110的散热量，提高电堆110的温度，缩短电堆110升高至最佳工作温度所需要的时间，也即是缩短了电堆110在低效率下反应的时间，降低燃料电池系统100的功耗，提高燃料电池系统100的使用性能。

可以理解地，虽然降低电堆110的反应效率，增加了燃料电池系统100在单位时间内的氢气消耗量，但是通过降低电堆110的反应效率能够缩短电堆110在低效率下进行反应的时间，从而使得电堆110在升温阶段整体的氢气消耗量不变。

在一些示例中，控制电堆的反应速率降低，具体包括：

控制电堆的氧气输入量降低。

和/或，

控制电堆的氢气输入量降低。

如图3所示，设定电堆110的电流I，I可以为0.1A/cm^2。在电堆110处于正常工作状态下时，电流I对应的单片电压值如图3中实线上V1点所示。此时控制电堆110的氧气输入量和/或氢气输入量降低，电堆110的反应效率降低，使得电流I对应的单片电压值下降到如图3中虚线上V2点所示。

在电流I不变的情况下，降低电堆110的氧气输入量和/或氢气输入量，能够降低电堆110的反应效率，从而降低电堆110的单片电压值，增加电堆110的发热量，缩短电堆110升高至最佳工作温度所需时间，无需通过其他设备，降低燃料电池系统100成本。

可以理解地，控制电堆110降低不同数值的氢气输入量和/或氧气输入量，能够使得电堆110下降到不同的单片电压值，从而对电堆110的发热量起到控制作用，提高燃料电池系统的控制方法的适用性。

在一些示例中，可以通过降低气体浓度、流速或者压强的方式，来降低电堆110的氢气输入量和/或氧气输入量，提高了燃料电池系统的控制方法的使用灵活性。

在一些示例中，如图1所示，燃料电池系统100包括空气回路，空气回路包括节流阀104、背压阀102和泄压阀106。如图4所示，控制电堆的氧气输入量降低，具体包括：

步骤S401，控制空气压缩机的转速小于工作转速；

步骤S402，调节节流阀的开度、背压阀的开度和泄压阀的开度，控制空气回路的进气压强小于工作空气压强，以及控制空气回路的进气流量减小，其中，工作转速为燃料电池系统100处于正常工作状态下空气压缩机的转速，工作空气压强为燃料电池系统100处于正常工作状态下空气回路的进气压强。

燃料电池系统100包括空气回路，可以理解地，空气回路用于将电堆110与空气连通。空气回路包括空气进气支路和空气排气支路，空气经由空气进气支路流入电堆110，在电堆110内与氢气反应后，经由空气排气支路流出电堆110。

节流阀104设置在空气进气支路上，用于控制空气的进气流量。空气压缩机120设置在空气进气支路上，并且与节流阀104连接。外部空气经由节流阀104流入空气压缩机120，在被空气压缩机120压缩之后，进入电堆110内，与电堆110内的氢气进行反应。背压阀102设置在空气排气支路上，用于控制空气的排气流量。泄压阀106连通空气进气支路和控制排气支路，使得空气进气支路的空气能够经由泄压阀106直接流向空气排气支路，并经由空气排气支路排出，无需流经电堆110，实现了对于电堆110的空气进气流量的灵活控制。

在一些示例中，泄压阀106可以为单向阀，沿空气进气支路至空气排气支路的方向单向导通，避免空气排气支路中的空气经由泄压阀106流回到空气进气支路，提高了燃料电池系统100的使用可靠性。

控制电堆110的氧气输入量降低，具体包括控制空气压缩机120的转速小于工作转速，从而降低电堆110的空气输入量，也即是降低了电堆110的氧气输入量。

可以理解地，工作转速为燃料电池系统100处于正常工作状态下空气压缩机120的转速。在一些示例中，可以控制空气压缩机120的转速为最低转速，进一步降低电堆110的氧气输入量。

调节节流阀104的开度、背压阀102的开度和泄压阀106的开度，能够减小空气回路的进气压强。控制空气回路的进气压强小于工作空气压强，降低电堆110的空气输入量，从而降低电堆110的氧气输入量。

可以理解地，工作空气压强为燃料电池系统100处于正常工作状态下空气回路的进气压强。在一些示例中，空气回路的进气压强可以在100千帕至101千帕之间。

此外，通过调节节流阀104的开度、背压阀102的开度和泄压阀106的开度，还能够减小空气回路的进气流量，从而进一步降低电堆110的氧气输入量。

通过控制空气压缩机120的转速小于工作转速，调节节流阀104、背压阀102和泄压阀106的开度，从而降低空气回路的进气压强以及进气流量，实现降低电堆110的氧气输入量，无需通过其他调节设备，降低燃料电池系统100成本，同时通过调节空气压缩机120的转速和阀门的开度，来降低氧气的输入量，还能够缩短燃料电池系统100的响应时间，提高燃料电池系统100的响应速度，从而提高燃料电池系统的控制方法的可靠性。

在一些示例中，如图1所示，燃料电池系统100还包括氢气回路，氢气回路包括排氢阀114。控制氢气的输入量降低，具体包括：

控制排氢阀的开启频率降低。

燃料电池系统100包括氢气回路，可以理解地，氢气回路用于将电堆110与氢气和空气连通。氢气回路包括氢气进气支路和氢气排气支路，氢气经由氢气进气支路流入电堆110，在电堆110内与空气反应后，生成杂质。杂质、氢气以及电堆110内的氮气等其他气体能够经由氢气排气支路流出电堆110。

排氢阀114设置在氢气排气支路上，可以理解地，排氢阀114开启时，氢气排气支路导通，排氢阀114关闭时，氢气排气支路截止。

氢气回路还包括氢气循环支路，氢气循环支路连通氢气进气支路和氢气排气支路。当排氢阀114处于关闭状态下时，电堆110内排出的氢气和氮气等能够经由氢气循环支路流回到电堆110内。

通过控制排氢阀114的开启频率降低，使得氮气等其他气体无法经由氢气排气支路排出燃料电池系统100。氮气等其他气体通过氢气循环支路再次流入电堆110，从而降低了氢气进气支路中氢气的浓度，降低电堆110的氢气输入量。

通过降低排氢阀114的开启频率，减少了燃料电池系统100的氮气排放量，从而增加了氢气回路中氮气的浓度，降低了氢气回路中氢气的浓度，从而降低电堆110的氢气输入量，无需增加其他调节设备，降低燃料电池系统100成本，同时通过降低排氢阀114的开启频率来气降低氢气的输入量，还能够缩短对于燃料电池系统100的控制响应时间，提高燃料电池系统100的响应速度，从而提高燃料电池系统的控制方法的可靠性。

在一些示例中，如图1所示，氢气回路还包括比例阀112和回氢泵150，控制氢气的输入量降低，还包括：

调节比例阀的开度和回氢泵的转速，控制氢气回路的进气压强小于工作氢气压强，控制氢气回路的进气流量增大，其中，工作氢气压强为燃料电池系统100处于正常工作状态下氢气回路的进气压强。

可以理解地，比例阀112设置在氢气进气支路上，用于控制氢气的进气流量。回氢泵150设置在氢气循环支路上，用于驱动氢气循环支路中的氢气和氮气等其他气体流入电堆110。

调节比例阀112的开度和回氢泵150的转速，能够降低空气回路的进气压强，控制氢气回路的进气压强小于工作氢气压强，从而实现降低电堆110的氢气的输入量。

可以理解地，工作氢气压强为燃料电池系统100处于正常工作状态下氢气回路的进气压强。在一些示例中，氢气回路的进气压强可以在102千帕至105千帕之间。

此外，通过调节比例阀112的开度和回氢泵150的转速，能够增大氢气回路的进气流量。由于排氢阀114的开启频率降低，导致氢气回路中氮气浓度升高，从而增大氢气回路的进气流量，能够进一步增加电堆110的氮气浓度，降低电堆110的氢气浓度，从而降低电堆110的氢气输入量。

通过调节比例阀112的开度和回氢泵150的转速，进一步降低电堆110的氢气输入量，无需增加其他设备，降低燃料电池系统100的成本，同时缩短燃料电池系统100的响应时间，提高燃料电池系统100的控制方法的可靠性。

在一些示例中，燃料电池系统系统的温度控制方法还包括：

当电堆温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆与预设装置换热，其中，预设装置包括空气压缩机、中间冷却器、空气压缩机控制器、升压电源中至少之一。

如图1所示，中间冷却器130设置在空气进气支路上，与空气压缩机120连接，用于冷却空气压缩机120压缩后的空气。空气压缩机控制器122与空气压缩机120电连接，用于控制空气压缩机120。升压电源170与电堆110电连接，用于升高电堆110的输出电压，使得电堆110的输出电压能够满足燃料电池系统100不同的使用需求。

可以理解地，空气压缩机120、中间冷却器130、空气压缩机控制器122和升压电源170在工作时，能够产生热量。当电堆110温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆110与预设装置换热，也即是控制电堆110与空气压缩机120、中间冷却器130、空气压缩机控制器122和升压电源170中至少之一换热，通过预设装置工作产生的热量加热电堆110，进一步提高电堆110的温度，缩短电堆110升高至最佳工作温度所需要的时间，降低燃料电池系统100的功耗。

此外，控制电堆110与预设装置换热，还能够对预设装置起到散热的作用，避免温度过高影响预设装置的正常工作，提高了燃料电池系统100的运行可靠性。

在一些示例中，预设装置可以通过冷媒管路与电堆110连通。冷媒在预设装置和电堆110之间循环，实现了电堆110与预设装置的换热。

在一些示例中，燃料电池系统的温度控制方法还包括：

当电堆温度大于第一预设温度时，控制预设装置与换热器换热。

和/或，

当电堆温度大于第一预设温度时，控制电堆的反应效率升高。

如图1所示，燃料电池系统100还包括换热器180，换热器180通过冷媒管路与电堆110和预设装置连接。当电堆110温度大于第一预设温度时，无需继续对电堆110进行升温，控制预设装置与换热器180换热，避免了预设装置产生的热量影响电堆110的正常工作，同时通过换热器180还能够降低预设装置的温度，避免预设装置温度过高，提高燃料电池系统100的可靠性。

当电堆110温度大于第一预设温度时，控制电堆110的反应效率升高，从而减小了电堆110的发热量，避免了电堆110温度继续升高而影响电堆110的正常工作，提高了燃料电池系统100的使用性能。

在一些示例中，当电堆110温度大于第一预设温度时，还可以控制电堆110与换热器180换热，从而降低电堆110的温度，使得电堆110的温度能够在最佳工作温度的范围之内，提高了燃料电池系统100的可靠性。

在一些示例中，可以通过增加电堆110氢气输入量和氧气输入量的方式来提高电堆110的反应效率。

在一些示例中，换热器180可以为板式换热器或者翅片换热器等。

在一些示例中，如图1所示，可以在冷媒管路上设置控制阀190，通过控制阀190能够控制冷媒的流动路径，使得电堆110能够与预设装置换热，或者预设装置与换热器180换热，或者电堆110与换热器180换热，提高燃料电池系统100的使用灵活性。

在一些示例中，控制阀190可以为四通阀。

如图5所示，本申请实施例的第二方面提供了一种燃料电池系统的温度控制装置200，燃料电池系统的温度控制装置200用于控制燃料电池系统。燃料电池系统的温度控制装置200包括：温度获取单元210、判断单元220和控制单元230。温度获取单元210用于获取电堆110的温度。判断单元220用于判断电堆110的温度是否小于或等于第一预设温度。控制单元230用于当电堆110的温度小于或等于第一预设温度时，控制电堆110的反应速率降低，具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。

如图6所示，本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备300，包括处理器310，存储器320及存储在存储器320上并可在处理器310上运行的程序或指令，程序或指令被处理器310执行时实现如上述第一方面的燃料电池系统的温度控制方法的步骤，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。

本申请实施例的第四方面提供了一种可读存储介质，存储介质存储有程序，程序被执行时，能够实现如上述第一方面的燃料电池系统的温度控制方法的步骤，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。

本申请的一个具体实施例中，提供了一种燃料电池系统的温度控制方法。

如图1所示，燃料电池系统100包括电堆110，氢气和氧气能够在电堆110内反应，生成电能。

空气回路和氢气回路与电堆110连接。空气回路包括空气进气支路和空气排气支路，空气进气支路用于向电堆110输入空气，空气排气支路用于排出电堆110内的空气。节流阀104设置在空气进气支路上，用于控制空气的进气流量。空气压缩机120与节流阀104连接，用于压缩空气进气支路中的空气。中间冷却器130与空气压缩机120连接，用于冷却空气压缩机120压缩后的空气。空气流量计108与中间冷却器130连接，用于检测空气进气支路中的空气流量。背压阀102设置在空气排气支路上，用于控制空气排气支路的流量。泄压阀106连通空气进气支路和空气排气支路，使得空气进气支路的空气能够经由泄压阀106流向空气排气支路。

具体地，外部空气经由节流阀104流入空气压缩机120，经空气压缩机120压缩之后，被中间冷却器130冷却，流经空气流量计108之后进入电堆110。电堆110内的空气经由背压阀102排出燃料电池系统100。可以理解地，当泄压阀106开启时，一部分空气会经由泄压阀106直接流向空气背压阀102，实现了对于空气进气量的灵活控制。

氢气回路包括氢气进气支路、氢气排气支路和氢气循环支路。比例阀112设置在氢气进气支路上，用于控制氢气的进气流量。气液分离器140设置在氢气排气支路上，用于分离电堆110排出的气体和杂质。在一些示例中，杂质可以为氢气和氧气反应生成的水。排氢阀114设置在氢气排气支路上，用于控制氢气排气支路的导通或者截止。回氢泵150设置在氢气循环支路上，用于驱动气液分离器140分离出的气体重新流入电堆110。

具体地，外部空气经由比例阀112进入电堆110，电堆110内的氢气、氮气以及杂质等流入气液分离器140，被气液分离器140分离后，气体在回氢泵150的作用下重新流入电堆110，杂质经由排氢阀114排出燃料电池系统100。

燃料电池系统100还包括换热器180。换热器180通过冷媒管路与电堆110和预设装置连接，用于为电堆110以及预设装置换热。控制阀190设置在冷媒管路上，用于控制冷媒的流动路径。水泵160设置在冷媒管路上，用于驱动冷媒管路中的冷媒流动。

燃料电池系统100还包括空气压缩机控制器122和升压电源170。空气压缩机控制器122与空气压缩机120电连接，用于控制空气压缩机120。升压电源170与电堆110电连接，用于升高电堆110的输出电压。

在一些示例中，燃料电池系统100还包括至少一个温压传感器116，用于检测空气、氢气以及冷媒的温度和压力。

在一些示例中，控制阀190为四通阀，包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口。第一接口和第二接口与电堆110连接，第三接口与换热器180连接，第四接口与预设装置连接。

在一些示例中，燃料电池系统100还包括控制器，控制器与节流阀104、背压阀102、泄压阀106、空气压缩机控制器122、比例阀112、回氢泵150、排氢阀114和控制阀190等装置电连接，实现燃料电池系统100的自动控制。

具体地，燃料电池系统的温度控制方法包括：获取电堆110的温度，并且判断电堆110的温度是否小于或等于第一预设温度。当电堆110的温度小于或等于第一预设温度时，燃料电池系统100进入暖机工况，使得电堆110的温度升高至最佳工作温度。

在暖机工况下，控制空气压缩机120以最低转速怠速运行，从而降低电堆110的空气输入量。调节节流阀104的开度、背压阀102的开度和泄压阀106的开度，降低空气回路的进气压强，进一步减小电堆110的空气输入量。在一些示例中，空气回路的进气压强可以在100千帕至101千帕之间。同时，调节节流阀104的开度、背压阀102的开度和泄压阀106的开度，还能够减小空气回路的进气流量，从而减小电堆110的空气输入量。在一些示例中，空气进气流量的实际值与空气进气流量的理论值之比为空气计量比，空气计量比可以在1.02至1.05之间。

此外，在暖机工况下，降低排氢阀114的开启频率，也即是增加排氢阀114开启周期，减小排氢阀114开启时长，从而增加氢气回路中氮气的浓度，降低氢气回路中氢气的浓度，降低氢气回路中的氢气浓度。调节比例阀112的开度和回氢泵150的转速，降低氢气回路的进气压强，从而电堆110的氢气输入量。在一些示例中，氢气回路的进气压强可以在102千帕至105千帕之间。调节比例阀112的开度和回氢泵150的转速，还能够增大氢气回路的进气流量。由于氢气回路中氮气浓度较高，增大氢气回路的近期流量，能够进一步增大电堆110内的氮气浓度，降低氢气浓度，从而降低电堆110的氢气输入量。在一些示例中，氢气进气流量的实际值与氢气进气流量的理论值之比为氢气计量比，氢气计量比可以在10至20之间。

通过降低空气压缩机120的转速，并且调节节流阀104、背压阀102和泄压阀106的开度，能够降低空气回路的进气流量和进气压强，从而降低电堆110的空气输入量，使得电堆110的氧气输入量同步降低。并且，调节回氢泵150的转速和比例阀112的开度，降低排氢阀114的开启频率，能够提高氢气回路中的氮气浓度，从而降低氢气回路中的氢气浓度，使得电堆110的氢气输入量降低。

可以理解地，通过降低电堆110的氧气输入量和氢气输入量，能够降低电堆110的反应效率，降低电堆110的单片电压值，从而提高电堆110的散热量，使得电堆110的温度升高，缩短电堆110升高至最佳工作温度所需时间，降低燃料电池系统100在暖机工况下的功耗，提高燃料电池系统100的使用性能。

此外，在暖机工况下，四通阀的第二接口与第四接口导通，水泵160驱动冷媒在电堆110和预设装置之间循环，预设装置工作产生的热量能够对电堆110进行加热，进一步缩短电堆110升高至最佳工作温度所需时间。并且，控制电堆110与预设装置换热，还能够对预设装置起到散热作用，避免温度过高影响预设装置的正常工作，提高燃料电池系统100的可靠性。具体地，预设装置包括空气压缩机120、中间冷却器130、空气压缩机控制器122和升压电源170中至少之一。

当电堆110温度大于第一预设温度时，暖机结束，燃料电池系统100进入散热工况。通过控制四通阀的不同接口之间相互导通，能够控制冷媒在电堆110与换热器180之间流动，或者控制冷媒在电堆110与预设装置之间流动，或者控制冷媒在预设装置与换热器180之间流动，通过换热器180能够对电堆110和/或预设装置散热，降低燃料电池系统100成本。

并且，在散热工况下，控制电堆110的反应效率升高，也即是增加电堆110的氢气输入量和氢气输入量，从而升高电堆110的单片电压值，减少电堆110的发热量，提高燃料电池系统100的使用性能。

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 (9)

1.一种燃料电池系统的温度控制方法，其特征在于，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统的温度控制方法包括：

获取电堆温度；

判断所述电堆温度是否小于或等于第一预设温度；

在所述燃料电池系统包括空气回路，所述空气回路包括空气压缩机、节流阀、背压阀和泄压阀的情况下，当所述电堆温度小于或等于所述第一预设温度时，控制所述空气压缩机的转速小于工作转速；

调节所述节流阀的开度、所述背压阀的开度和所述泄压阀的开度，控制所述空气回路的进气压强小于工作空气压强，以及控制所述空气回路的进气流量减小，其中，所述工作转速为所述燃料电池系统处于正常工作状态下所述空气压缩机的转速，所述工作空气压强为所述燃料电池系统处于正常工作状态下所述空气回路的进气压强。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的温度控制方法，其特征在于，还包括：

当所述电堆温度小于或等于所述第一预设温度时，控制所述电堆的氢气输入量降低。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统的温度控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括氢气回路，所述氢气回路包括排氢阀，所述控制所述电堆的氢气的输入量降低，具体包括：

控制所述排氢阀的开启频率降低。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统的温度控制方法，其特征在于，所述氢气回路还包括比例阀和回氢泵，所述控制所述电堆的氢气的输入量降低，还包括：

调节所述比例阀的开度和所述回氢泵的转速，控制所述氢气回路的进气压强小于工作氢气压强，控制所述氢气回路的进气流量增大，其中，所述工作氢气压强为所述燃料电池系统处于正常工作状态下所述氢气回路的进气压强。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池系统的温度控制方法，其特征在于，还包括：

当所述电堆温度小于或等于所述第一预设温度时，控制所述电堆与预设装置换热，其中，所述预设装置包括空气压缩机、中间冷却器、空气压缩机控制器、升压电源中至少之一。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统的温度控制方法，其特征在于，还包括：

当所述电堆温度大于所述第一预设温度时，控制所述预设装置与换热器换热；

和/或，

当所述电堆温度大于所述第一预设温度时，控制所述电堆的反应效率升高。

7.一种燃料电池系统的温度控制装置，其特征在于，所述燃料电池系统的温度控制装置用于控制燃料电池系统，所述燃料电池系统的温度控制装置包括：

温度获取单元，所述温度获取单元用于获取电堆温度；

判断单元，所述判断单元用于判断所述电堆温度是否小于或等于第一预设温度；

第一控制单元，在所述燃料电池系统包括空气回路，所述空气回路包括空气压缩机、节流阀、背压阀和泄压阀的情况下，当所述电堆温度小于或等于所述第一预设温度时，控制所述空气压缩机的转速小于工作转速；

第二控制单元，调节所述节流阀的开度、所述背压阀的开度和所述泄压阀的开度，控制所述空气回路的进气压强小于工作空气压强，以及控制所述空气回路的进气流量减小，其中，所述工作转速为所述燃料电池系统处于正常工作状态下所述空气压缩机的转速，所述工作空气压强为所述燃料电池系统处于正常工作状态下所述空气回路的进气压强。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池系统的温度控制方法的步骤。

9.一种可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序，所述程序被执行时，能够实现如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池系统的温度控制方法的步骤。

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