CN114447377A - 燃料电池系统的停机吹扫方法及燃料电池系统、车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池系统的停机吹扫方法及燃料电池系统、车辆；所述方法包括获取燃料电池系统进入带载吹扫的第一交流阻抗值，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗值的次数、计算测量交流阻抗值的间隔时间及带载吹扫时间；当带载吹扫非正常执行时，确定第一故障时间，并根据相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值计算故障交流阻抗值，根据故障交流阻抗值计算空载吹扫时间，判定停机吹扫时机。所述方法保证了停机吹扫的充分性及适宜性，既能够实现燃料电池系统低温情况下再次使用时的安全性；又增加了燃料电池系统的耐久性，并节约氢气能源及系统应用额外电能。

Description

燃料电池系统的停机吹扫方法及燃料电池系统、车辆
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池系统的停机吹扫方法及燃料电池系统、车辆。
背景技术
燃料电池是一种电化学反应装置，由氢气和氧气分别在两个半电极内发生反应生成水，将化学能转化为电能，同时伴随着效率损失而转化为热能。燃料电池系统是由燃料电池、空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统和控制系统等组成，各系统协同工作确保燃料电池处于预期工作状态。氢质子交换膜燃料电池由于其无污染、转化率高等特点被广泛研究及应用。
当氢质子交换膜燃料电池系统应用于交通领域时，必须满足高原、高寒、高温三项苛刻的环境试验要求。其中，高寒环境是对氢质子交换膜燃料电池零下低温冷启动能力的考验。燃料电池低温冷启动之前，必然面临长时间的低温存储和静置。水是燃料电池电化学反应的产物，在零下温度环境中，水易于结冰形成坚硬的固体、并伴随显著体积变化，燃料电池内水主要存在于气体扩散层和膜电极结构层内，而气体扩散层和膜电极结构层为低硬度的多孔材料，过多水分存在其中而结冰，将引起气体扩散层和膜电极结构层不可逆的机械损伤如破裂，影响燃料电池再次使用安全性、输出性能和耐久性。
为确保燃料电池在零下低温环境中再次顺利启动，必须精确控制低温存储和静置之前的燃料电池内的水含量，也就是以燃料电池内的水含量为目标精确控制燃料电池系统的停机吹扫过程。当燃料电池内水含量过多，燃料电池停机吹扫不充分时，易于出现结冰而有损于燃料电池再次使用安全性、输出性能和耐久性的问题；当燃料电池内水含量过少，燃料电池停机过度吹扫时，虽对燃料电池再次使用安全性和输出性能影响较小，但多次累积有损于燃料电池耐久性、浪费氢气、浪费系统应用额外电能。
现有技术中，采用的技术方案一是仅通过交流阻抗测量，无故障处理机制的燃料电池停机吹扫方案，即在燃料电池停机吹扫过程中，先进行交流阻抗测量，然后根据停机之后的燃料电池目标水含量推算停机之后的燃料电池目标交流阻抗，根据测量的交流阻抗、停机之后的燃料电池目标交流阻抗、燃料电池停机吹扫期间阻抗随时间变化规律，计算在测量交流阻抗之后的预期的燃料电池停机吹扫时间。也可在第一次测量交流阻抗之后的预期停机吹扫期间，多次测量交流阻抗，以重复多次计算和修正燃料电池的预期停机吹扫时间并更新于控制实施方案中；上述方案一中，不能明确燃料电池停机过程中的带载吹扫与空载吹扫的区别，且当燃料电池停机吹扫过程中发生故障导致无法持续进行带载吹扫时，不能合理的分配带载吹扫和空载吹扫的时间，另外，还存在当交流阻抗测量功能异常时燃料电池不能准确进行停机吹扫的问题。方案二是仅通过故障处理机制燃料电池停机吹扫方案，即当无故障发生时，只要燃料电池进入停机吹扫过程，就执行固定时长的带载吹扫加上固定时长的空载吹扫方案；有故障发生后，比如燃料电池输出端功率变换器不能拉取电流，若燃料电池正在执行固定时长的带载吹扫，则直接切换为固定时长的空载吹扫；上述方案二中，不能有效判断燃料电池当前水含量，出于零下温度低温存储考虑，燃料电池往往处于过度吹扫状态。
发明内容
鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃料电池系统的停机吹扫方法及燃料电池系统、车辆；通过将交流阻抗与故障处理机制结合解决了燃料电池系统停机吹扫过程中不同阶段的吹扫时间的合理性，保证了吹扫的充分性及适宜性，既能够实现燃料电池再次使用安全性、又能够有利于燃料电池系统的耐久性、节约氢气能源及系统应用额外电能。
作为本发明实施例的一个方面，提供了一种燃料电池系统的停机吹扫方法，所述停机吹扫方法包括：
监控燃料电池系统的实际输出电流，结合预设吹扫条件确定吹扫状态，所述吹扫状态包括带载吹扫、空载吹扫；
获取燃料电池系统进入带载吹扫的第一交流阻抗值，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗值的次数、计算测量交流阻抗值的间隔时间及带载吹扫时间；
实时记录带载吹扫的执行时间，并判断带载吹扫是否执行正常，若是，则到达带载吹扫时间后转至空载吹扫，所述带载吹扫时间对应的结束带载交流阻抗值标记为空载吹扫的初始空载交流阻抗值；若否，则标记当前时间为第一故障时间，获取与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值，计算第一故障时间对应的故障交流阻抗值，并标记为初始空载交流阻抗值；
通过初始空载交流阻抗值计算空载吹扫时间，空载吹扫持续空载吹扫时间结束后完成停机吹扫。
进一步地，所述“获取燃料电池系统进入带载吹扫的第一交流阻抗值，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗的次数、计算测量交流阻抗的间隔时间及带载吹扫时间”方法包括：
根据燃料电池系统工作条件预设第一阻抗阈值；
当燃料电池系统在进入带载吹扫后测量第一交流阻抗值，标记测量所述第一交流阻抗值的时间为第一测量时间；
判断第一交流阻抗值是否小于第一阻抗阈值，若是，则根据燃料电池系统进入降载阶段前的运行电流计算第二次测量交流阻抗值的第一等待时间，并在所述第一等待时间结束后测得第二交流阻抗值，结合第二交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第三次测量交流阻抗值的第二等待时间；若否，结合第一交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第二次测量交流阻抗值的第二等待时间；
在所述第二等待时间结束后测得最后交流阻抗值，结合最后交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第三等待时间；
当带载吹扫时间至第三等待时间结束后，带载吹扫结束，进入空载吹扫。
进一步地，所述“通过初始空载交流阻抗值计算空载吹扫时间”方法包括：
根据燃料电池系统目标低温存储温度，计算目标低温存储水含量；
结合燃料电池系统冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度计算燃料电池目标阻抗值；
根据燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律、初始空载交流阻抗值、进入空载吹扫时间及燃料电池目标阻抗值，计算空载吹扫时间。
进一步地，当燃料电池处于带载吹扫时，触发测量所述第一交流阻抗值的判定条件至少包括下述条件的一种或多种：
燃料电池系统冷却容腔入口冷却液目标温度与实际温度之差的绝对值小于第一阈值、燃料电池系统空气容腔入口目标空气流量与实际空气流量之差的绝对值小于第二阈值、燃料电池系统氢气容腔入口目标氢气压力与实际氢气压力之差的绝对值小于第三阈值、燃料电池系统空气容腔入口目标空气压力与实际空气压力之差的绝对值小于第四阈值。
进一步地，所述停机吹扫方法包括：
所述带载吹扫中的燃料电池系统子状态机根据不同的触发条件切换不同的带载子吹扫阶段切换；所述带载子吹扫阶段设置有计时器，所述计时器分别记录每个带载子吹扫阶段的单阶段时长及不同带载子吹扫阶段之间的连续时长；
所述带载子吹扫阶段包括复位阶段、第一次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第一次等待时间阶段、第二次次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第二次等待时间阶段、第三次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第三次等待时间阶段。
进一步地，所述第一等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第一等待时间；
通过燃料电池系统进入降载阶段前预设时段的运行电流的平均值、第一交流阻抗值小于阈值、所述交流阻抗结果的合理性判断判定燃料电池系统本次停机吹扫前是否为非正常开关机燃料电池水含量状态，若是，所述等待时间被设定为预设第一等待时间；若否，则结合燃料电池系统进入降载阶段前预设时段运行电流的平均值及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第一等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种；和/或
所述第二等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第二等待时间；
通过判断对应的所述交流阻抗结果是否合理判定燃料电池系统所述第二等待时间的获取方式，若是，则结合燃料电池系统目标低温存储水含量及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第二等待时间，若否，所述第二等待时间被设定为预设的预设第二等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种；和/或
所述第三等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第三等待时间；
通过判断所述第三次交流阻抗值是否合理判定燃料电池系统所述第三等待时间的获取方式，若是，则结合燃料电池系统目标低温存储水含量及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第三等待时间，若否，所述第三等待时间被设定为预设的预设第三等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种。
进一步地，所述停机吹扫方法还包括：
结合带载子吹扫阶段、测量的交流阻抗值及交流阻抗值合理性的判定结果确定判断带载吹扫是否执行正常，并记录带载子吹扫阶段累计时长、第一故障时间的计算方法、与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值；和/或
根据测量的交流阻抗值、交流阻抗值合理性的判定结果、带载子吹扫阶段累计时长和/或第一等待时间、第二等待时间、第三等待时间设置带载吹扫、空载吹扫停机吹扫结束的判定条件。
进一步地，所述停机吹扫方法包括：
综合带载吹扫过程中测得的交流阻抗值及测量所述交流阻抗值过程中采集的电压信号、电路信号、电压信号的信噪比和/或电流信号的信噪比判定测量的交流阻抗值的合理性。
作为本发明实施例的再一方面，提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统通过上述的燃料电池系统的停机吹扫方法控制停机。
为本发明实施例的又一方面，提供了一种车辆，所述车辆包括上述实施例中的燃料电池系统。
本发明实施例至少实现了如下技术效果：
本发明实施例在带载吹扫可正常执行时根据交流阻抗测量值分段计算吹扫时间，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗值的次数、计算测量交流阻抗值的间隔时间及带载吹扫时间；在带载吹扫阶段无法执行或执行过程被中断转而可以进入空载吹扫阶段时，根据带载吹扫阶段非正常结束时刻，即第一故障时间及对应相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值计算故障交流阻抗值，根据故障交流阻抗值计算空载吹扫时间，并综合测量交流阻抗值、故障时间判定停机吹扫时机。所述方法保证了停机吹扫的充分性及适宜性，既能够实现燃料电池系统低温情况下再次使用时的安全性；又增加了燃料电池系统的耐久性、节约氢气能源及系统应用额外电能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一实施例的燃料电池系统停机吹扫方法的流程图；
图2为本发明一实施例的燃料电池系统工作阶段与燃料电池输出电流关系示意图；
图3为本发明一实施例的燃料电池系统的主状态机切换示意图；
图4为本发明一实施例的带载吹扫方法的流程图；
图5为本发明一实施例的带载吹扫中测量的交流阻抗值与带载吹扫时长示意图；
图6为本发明一实施例的燃料电池系统空载吹扫阶段持续时间计算部分示意图；
图7为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段触发第一次交流阻抗测量标志判断部分示意图；
图8为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机切换部分示意图；
图9为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段第一等待时间计算部分示意图；
图10为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段第二等待时间计算部分示意图；
图11为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段第三等待时间计算部分示意图；
图12为本发明一实施例的燃料电池系统吹扫阶段结束标志判断部分示意图；
图13为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫子状态机复位判断与记录时长部分示意图；
图14为本发明一实施例的种燃料电池系统带载吹扫阶段结束时参数计算部分示意图；
图15为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果合理性判断部分示意图；
图16为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量结果合理性判断部分示意图；
图17为本发明一实施例的燃料电池系统带载吹扫阶段第三次交流阻抗测量结果合理性判断部分示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
附图和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
燃料电池应用场景的环境温度可能长时间处于冰点温度以下，燃料电池既需要在冰点温度以下静置存储，也需要在冰点温度以下从静置存储状态进入到运行状态，或从运行状态切换到静置存储状态。本发明中的燃料电池系统停机吹扫是利用流动的空气和氢气带走残留在燃料电池内的水分，其目的是防止水分在冰点温度以下结冰而破坏燃料电池膜电极材料(水结冰变为固体且体积膨胀，燃料电池膜电极为微孔材料，固态冰易于破坏微孔材料结构)。
燃料电池系统的停机是燃料电池不再进行功率输出，是燃料电池系统进入静置之前必须经历的一系列系统控制过程，为燃料电池系统长时间放置及再次开机做好准备。
吹扫是将燃料电池电化学反应生成的且残留在燃料电池内的水分中的一部分从燃料电池内排掉，以应对零下温度时过多水分残留在燃料电池内结冰并导致燃料电池不可逆损伤的情形。
交流阻抗(简称阻抗)是任何电气装置对流经其电流的阻碍作用的量化表述，其幅值为电气装置动态电压对动态电流求导的绝对值，其相位为电气装置动态电压与动态电流的相位之差。交流阻抗与频率相关。
交流阻抗是能够反映燃料电池水含量的有效信息，面向燃料电池系统应用场景的交流阻抗在线测量技术，已经成为行业内共性需求。本发明将交流阻抗与燃料电池停机吹扫过程相结合，并利用交流阻抗测量值设置吹扫过程的的控制逻辑，实现燃料电池系统除正常运行及出现各种故障异常的情况下，均可以进行合理适宜的停机吹扫程序，即将故障处理机制融入到基于交流阻抗的燃料电池停机吹扫过程之中。
在一个实施例中，参见附图1，本实施例提供了一种燃料电池系统的停机吹扫方法，所述停机吹扫方法包括：
S11监控燃料电池系统的实际输出电流，结合预设吹扫条件确定吹扫状态，所述吹扫状态包括带载吹扫、空载吹扫；
S12获取燃料电池系统进入带载吹扫的第一交流阻抗值，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗值的次数、计算测量交流阻抗值的间隔时间及带载吹扫时间；
S13实时记录带载吹扫的执行时间，并判断带载吹扫是否执行正常，若是，则转至S14；若否，则转至S15；
S14到达带载吹扫时间后转至空载吹扫，所述带载吹扫时间对应的结束带载交流阻抗值标记为空载吹扫的初始空载交流阻抗值；
S15标记当前时间为第一故障时间，获取与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值，计算第一故障时间对应的故障交流阻抗值，并标记为初始空载交流阻抗值；
S16通过初始空载交流阻抗值计算空载吹扫时间，空载吹扫持续空载吹扫时间结束后完成停机吹扫。
燃料电池系统通常经历如下四个工作阶段：运行阶段、降载阶段、带载吹扫阶段和空载吹扫阶段，燃料电池系统工作阶段与燃料电池输出电流关系如图2所示，在运行阶段内，燃料电池输出电流I2是可变的，根据燃料电池系统目标输出功率而调整；降载阶段发生在燃料电池系统接收到外界发送的关机命令之后，燃料电池输出电流从当前电流值I2降低到带载吹扫阶段的目标电流I1；当燃料电池实际输出电流达到带载吹扫阶段预设目标电流I1之后，此时记为t0，触发进入带载吹扫阶段，燃料电池内水含量不断降低，当燃料电池水含量达到目标水含量时，或当带载吹扫阶段达到允许的最长时间时，或当带载吹扫因燃料电池功率变换器(或负载)无法拉取电流时，即燃料电池系统发生故障，检测出燃料电池实际输出电流为零，带载吹扫阶段结束而进入空载吹扫阶段，此时记为t4；进入空载吹扫阶段后，燃料电池输出电流降低为零，燃料电池内水含量不断降低，当燃料电池水含量达到目标水含量时，或当空载吹扫阶段达到允许的最长时间时，或当向燃料电池系统供给电能的装置无法继续工作时，空载吹扫阶段结束，燃料电池停机吹扫过程结束，此时记为t5。
其中，带载吹扫时间根据带载吹扫阶段目标水含量及燃料电池系统的工作条件设置，带载吹扫阶段目标水含量取决于应用于车辆的燃料电池系统所能够达到的再次起动运行的最低环境温度、当前实际的环境温度和燃料电池膜电极材料容纳冰点以下的液态水分能力。环境温度越低、燃料电池膜电极材料容纳冰点以下的液态水分能力越差，则燃料电池的带载阶段目标水含量越低。燃料电池系统的停机吹扫时间，是燃料电池系统设计综合考虑各方面约束考后的结果。
优选地，燃料电池系统主状态机切换部分如图2所示，其中主状态机是用于标识整个燃料电池系统所处的阶段，包括运行、降载、空载吹扫、带载吹扫等，初始地，燃料电池系统主状态机处在状态S08其他阶段。其他阶段通常包括：待机阶段、自检阶段、启动阶段、故障记录阶段。
当燃料电池系统接收到外界的开机指令后，燃料电池系统执行开机流程，当燃料电池系统顺利完成开机流程后，燃料电池系统主状态机进入状态S04运行阶段。其中，条件81特指燃料电池系统接收到外界的开机指令，且燃料电池系统顺利完成开机流程。当条件81不满足时，燃料电池系统主状态机保持在状态S08其他阶段。
当燃料电池系统主状态机进入状态S04运行阶段以后，当条件41满足、且无论条件42是否满足、且无论条件43是否满足时，燃料电池系统主状态机从状态S04跳转到状态S07空载吹扫阶段。当条件41不满足、且条件42满足、且无论条件43是否满足时，燃料电池系统主状态机从状态S04跳转到状态S06带载吹扫阶段。当条件41不满足、且条件42不满足、且条件42满足时，燃料电池系统主状态机从状态S04跳转到状态S05降载阶段。当条件41不满足、且条件42不满足、且条件42不满足时，燃料电池系统主状态机保持在状态S04运行阶段。其中，条件41可以是但不仅限于燃料电池系统中功率变换器无法拉取电流。即指功率变换器故障时允许拉取电流为零。功率变换器故障包括检测电流的传感器故障、功率变换器通讯故障等；条件42可以是但不仅限于燃料电池系统在状态S04运行阶段电流始终很低，即燃料电池实际输出电流低于带载吹扫阶段的目标电流；条件43可以是但不仅限于燃料电池系统接收到外界的关机指令。
当燃料电池系统主状态机进入状态S05降载阶段以后，当条件51满足、且无论条件52是否满足时，燃料电池系统主状态机从状态S05跳转到状态S07空载吹扫阶段。当条件51不满足、且条件52满足时，燃料电池系统主状态机从状态S05跳转到状态S06带载吹扫阶段。当条件51不满足、且条件52不满足时，燃料电池系统主状态机保持在状态S05降载阶段。其中，条件51可以是但不仅限于燃料电池系统中功率变换器无法拉取电流。其中，条件52可以是但不仅限于燃料电池输出电流达到燃料电池系统带载吹扫阶段的目标电流。
当燃料电池系统主状态机进入状态S06带载吹扫阶段以后，当条件61满足、且无论条件62是否满足时，燃料电池系统主状态机从状态S06跳转到状态S08其他阶段。当条件61不满足、且条件62满足时，燃料电池系统主状态机从状态S06跳转到状态S07空载吹扫阶段。当条件61不满足、且条件62不满足时，燃料电池系统主状态机保持在状态S06带载吹扫阶段。其中，条件61可以是但不仅限于燃料电池系统吹扫结束。其中，条件62可以是但不仅限于燃料电池系统带载吹扫阶段结束。
当燃料电池系统主状态机进入状态S07空载吹扫阶段以后，当条件71满足时，燃料电池系统主状态机从状态S07跳转到状态S08其他阶段。当条件71不满足时，燃料电池系统主状态机保持在状态S07空载吹扫阶段。其中，条件71可以是但不仅限于空载吹扫结束或停机吹扫过程结束。
带载吹扫和空载吹扫的直观区别在于燃料电池输出电流是否为零，影响燃料电池输出电流的因素有很多。比如，燃料电池输出功率变换器故障，燃料电池输出功率不能被终端负载消纳(既可以在终端负载正常时出现，也可以在终端负载故障时出现)。从燃料电池系统设计可靠性和安全性角度出发，在软件层面，带载吹扫策略和空载吹扫策略是条件性触发的，因为在实际场景中以下三种情况都会出现：第一，先带载吹扫，再空载吹扫；第二，只进行带载吹扫即可；第三，只进行空载吹扫即可。停机吹扫总时间是带载吹扫阶段时间与空载吹扫阶段时间的总和。综合燃料电池性能特性可知，带载吹扫时的燃料电池输出电压必然低于空载吹扫时的燃料电池输出电压。根据燃料电池输出电压与燃料电池使用寿命的关系，对比带载吹扫时的燃料电池输出电压、空载吹扫时的燃料电池输出电压可知，较低的燃料电池输出电压，有助于延长燃料电池的使用寿命。综合可知，带载吹扫策略是优先执行的停机吹扫策略，空载吹扫策略仅在带载吹扫策略无法实现或被中断的情况下执行。
燃料电池系统应用于车辆时，其停机过程时间长度是直接影响车辆用户体验的，停机过程时间越长则车辆用户体验越差，因此燃料电池停机过程时间长度越短越好；但燃料电池停机吹扫时间不是无限制短的，其受限于系统综合能量消耗、膜电极耐受干流动气体温度和压力的能力、膜电极保水能力。停机吹扫开始前燃料电池水含量越高，燃料电池吹扫所需空气和氢气流量越大，燃料电池系统综合能量消耗越高，停机吹扫时间就越长。本实施例根据第一次测量的交流阻抗值确定测量交流阻抗值的次数、计算测量交流阻抗值的间隔时间，分段进行带载吹扫，当带载吹扫阶段无法执行或执行过程被中断转而可以进入空载吹扫时，根据带载吹扫非正常结束时刻的交流阻抗估算值，计算空载吹扫阶段时间。将交流阻抗与故障处理机制相融合，保证停机吹扫充分，燃料电池再次使用时的安全性、耐久性和输出性能；又有效的避免了燃料电池停机过度吹扫时，提升了燃料电池耐久性，并节约氢气、电能，降低成本。
在一个实施例中，参见附图4，上述S02方法包括：
S21根据燃料电池系统工作条件预设第一阻抗阈值；
S22当燃料电池系统在进入带载吹扫后测量第一交流阻抗值，标记测量所述第一交流阻抗值的时间为第一测量时间；
S23判断第一交流阻抗值是否小于第一阻抗阈值，若是，则转至S24；若否，则转至S26；
S24根据燃料电池系统进入降载阶段前的运行电流计算第二次测量交流阻抗值的第一等待时间，并在所述第一等待时间结束后测得第二交流阻抗值；
S25结合第二交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第三次测量交流阻抗值的第二等待时间；
S26结合第一交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第二次测量交流阻抗值的第二等待时间；
S27在所述第二等待时间结束后测得最后交流阻抗值，结合最后交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第三等待时间；
S28当带载吹扫时间至第三等待时间结束后，带载吹扫结束，进入空载吹扫。
在本实施例中，如图5所示，测量燃料电池交流阻抗，仅在带载吹扫阶段执行。当燃料电池进入带载吹扫后，即t0时刻以后，燃料电池控制系统向测量交流阻抗的模块发送第一次测量交流阻抗的指令，记阻抗测量值为R0。
当燃料电池系统进入正常工作状态以后，燃料电池冷却液入口温度、冷却液出口温度、燃料电池冷却液流量、燃料电池空气供给温度、燃料电池空气供给压力、燃料电池空气供给流量、燃料电池氢气供给压力、燃料电池氢气供给流量等工作条件是稳定的，燃料电池的阻抗值也是存在上限值和下限值的。设置Rthshd大于燃料电池的阻抗值阈值上限值。
当阻抗R0小于阈值Rthshd时，判定燃料电池内当前水含量较高，根据燃料电池进入降载阶段前的运行电流I2初步计算“向测量交流阻抗的模块发送第二次测量交流阻抗的指令”之前的第一等待时间，其目的是确保第二次交流阻抗的测量值大于阈值Rthshd，则第一等待时间是可变的。其中，第一等待时间由燃料电池系统试验标定得到，可考虑进入带载吹扫阶段前的燃料电池工作电流、第一次阻抗测量值R0。进入带载吹扫阶段前的燃料电池工作电流越大，第一等待时间越长；第一次阻抗测量值R0越小，第一等待时间越长。
从t0时刻开始，当带载吹扫持续了第一等待时间对应的时长之后，此时记为t1，燃料电池控制系统向测量交流阻抗的模块发送第二次测量交流阻抗的指令，记阻抗测量值为R1且R1必然大于阈值Rthshd，根据阻抗测量值R1、与燃料电池停机存储温度对应的水含量在当前燃料电池温度下对应的交流阻抗Rtgt、燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律，计算“向测量交流阻抗的模块发送第三次测量交流阻抗的指令”之前的第二等待时间，其目的是尽可能确保燃料电池内水含量在第二等待时间结束之时达到目标水含量。其中，在燃料电池工作温度已知的情况下，交流阻抗Rtgt与燃料电池的目标水含量是单调的对应关系，可由燃料电池试验标定得到精确数值。燃料电池系统停机过程按照预设的工作条件执行吹扫过程(既包括带载吹扫及空载吹扫)，此种情形下，交流阻抗随时间的变化规律可以通过燃料电池系统试验标定得到。
当阻抗R0大于阈值Rthshd时，第一等待时间为零，燃料电池控制系统无需向测量交流阻抗的模块发送第二次测量交流阻抗的指令，直接将阻抗R0赋值给阻抗R1，并且按照相同的方式计算第二等待时间并开展吹扫过程。在第二等待时间结束之时，此时记为t2，燃料电池控制系统向测量交流阻抗的模块发送第三次测量交流阻抗的指令，记阻抗测量值为R2，根据阻抗测量值R2、与燃料电池停机存储温度对应的水含量在当前燃料电池温度下对应的交流阻抗Rtgt、燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律，计算第三等待时间，即为燃料电池带载吹扫的最后持续时间(t3-t2)，此后不再进行阻抗测量。
因此，在本实施例中带载吹扫过程中燃料电池交流阻抗测量的总次数不超过3次，带载吹扫阶段总时长根据燃料电池内初始水含量而可变，且带载吹扫结束时燃料电池内水含量可控。
在一个实施例中，所述“通过初始空载交流阻抗值计算空载吹扫时间”方法包括：
根据燃料电池系统目标低温存储温度，计算目标低温存储水含量；
结合燃料电池系统冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度计算燃料电池目标阻抗值；
根据燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律、初始空载交流阻抗值、进入空载吹扫时间及燃料电池目标阻抗值，计算空载吹扫时间。
在本实施例中，优选地，如图6、8所示，设置变量1及变量2，其中，变量1为燃料电池系统带载吹扫子阶段由复位到状态P07之前且与邻近已测交流阻抗间的累计吹扫持续时间。其中，燃料电池系统带载吹扫子状态机可能从P01-P06中的任何一个子状态跳转到P07(即复位到P07)；与邻近已测交流阻抗间的累计持续时间，是指从当前时刻开始，回溯到最后一次测量交流阻抗并返回结果的时刻，两个时刻间的时间差值。变量2：从燃料电池系统带载吹扫子状态机复位到状态P07的标志由假变成真开始，到燃料电池系统主状态机中燃料电池系统由状态S06跳到状态S07为止，累计持续时间。其中，子状态复位到P07状态，并不等价于主状态机从S06跳转到S07。举例：带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量失败，但燃料电池仍可以正常输出电流，则燃料电池主状态机仍然维持在带载吹扫模式，直到主状态机从S06跳转到S07的条件满足才会跳转到S07，因此存在一段时间，需要计时。
根据变量1与变量2之和、燃料电池系统带载吹扫子状态机复位之前的最为邻近的已测量的交流阻抗结果、燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量等工作条件，计算燃料电池系统从带载吹扫跳转到空载吹扫时的交流阻抗。其中，在燃料电池工作温度已知的情况下，交流阻抗与燃料电池的目标水含量是单调的对应关系，可由燃料电池试验标定得到精确数值。燃料电池系统停机过程往往按照预设的工作条件执行吹扫过程(既包括带载吹扫，也包括空载吹扫)，此种情形下，交流阻抗随时间的变化规律可以通过燃料电池系统试验标定得到；根据最后一次测量的交流阻抗值，及在最后一次测量交流阻抗值后的吹扫时间，因为交流阻抗随时间的变化规律是试验标定得到的，可以查表或公式拟合得到该目标阻抗。
根据燃料电池系统目标低温存储温度，计算燃料电池目标低温存储水含量。计算依据可以是燃料电池系统试验结果。
根据燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度(也可以是其他工作条件)、燃料电池目标低温存储水含量，计算燃料电池目标阻抗。计算依据可以是燃料电池系统试验结果。
根据燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池空载吹扫空气流量等工作条件、燃料电池系统从带载吹扫跳转到空载吹扫时的交流阻抗、燃料电池目标阻抗，采用MAP查表等计算空载吹扫阶段等待时间。其中，MAP查表可根据燃料电池系统试验结果确定。
其中空载吹扫阶段等待时间的计算方法可以同带载吹扫等待时间的计算方式相同，但由于燃料电池工作状态不同，尤其是输出电流不同，阻抗随时间的变化规律不同。
在一个实施例中，当燃料电池处于带载吹扫时，触发测量所述第一交流阻抗值的判定条件至少包括下述条件的一种或多种：
燃料电池系统冷却容腔入口冷却液目标温度与实际温度之差的绝对值小于第一阈值、燃料电池系统空气容腔入口目标空气流量与实际空气流量之差的绝对值小于第二阈值、燃料电池系统氢气容腔入口目标氢气压力与实际氢气压力之差的绝对值小于第三阈值、燃料电池系统空气容腔入口目标空气压力与实际空气压力之差的绝对值小于第四阈值。
在本实施例中，可以参考图7所示，设置若干条件，例如：
条件1：燃料电池系统主状态机处于状态S06(带载吹扫阶段)。
条件2：燃料电池冷却容腔入口冷却液目标温度与实际温度之差的绝对值小于阈值1。阈值1可根据燃料电池系统试验结果确定。
条件3：燃料电池空气容腔入口目标空气流量与实际空气流量之差的绝对值小于阈值2。阈值2可根据燃料电池系统试验结果确定。
条件4：燃料电池氢气容腔入口目标氢气压力与实际氢气压力之差的绝对值小于阈值3。阈值3可根据燃料电池系统试验结果确定。
例如：实际温度与目标温度偏差在3℃以内、实际空气流量与目标空气流量偏差在5g/s以内、实际氢气压力与目标氢气压力偏差在2kPa以内。前述三个数值与燃料电池系统控制响应速度和精度有关，控制响应精度越差则允许的偏差范围越大，控制响应速度越慢则允许的偏差范围越大。
逻辑“与”判断：当且仅当条件1满足、且条件2满足、且条件3满足、且条件4满足时，触发第一次交流阻抗测量指令标志为使能；当条件1不满足、或条件2不满足、或条件3不满足、或者条件4不满足时，触发第一次交流阻抗测量指令标志为失能。触发第一次交流阻抗测量指令标志的判断条件包括但不仅限于上述四个条件，可根据燃料电池系统实际情况适当增加或删减判断条件及其数量。例如：燃料电池预设工作温度恒定且与燃料电池输出电流无关，则可取消条件2的限制；或者，燃料电池实际空气流量达到目标空气流量的速度，要比燃料电池实际氢气压力达到目标氢气压力的速度要慢，则可取消条件4的限制；或者，燃料电池输出性能对燃料电池空气压力更加敏感时，可增加空压压力偏差的约束条件。
在一个实施例中，所述停机吹扫方法包括：
所述带载吹扫中的燃料电池系统子状态机根据不同的触发条件切换不同的带载子吹扫阶段切换；所述带载子吹扫阶段设置有计时器，所述计时器分别记录每个带载子吹扫阶段的单阶段时长及不同带载子吹扫阶段之间的连续时长；
在本实施例中，如图8所示，所述带载子吹扫阶段包括复位阶段、第一次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第一次等待时间阶段、第二次次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第二次等待时间阶段、第三次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第三次等待时间阶段。
燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机切换部分包括：
初始地，当燃料电池系统主状态机中燃料电池系统没有处在状态S06带载吹扫阶段时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机保持在状态P07复位阶段，与燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机相关的计数器(比如状态P0X持续时长)全部保持清零和标志位(比如交流阻抗测量触发标志位)全部保持失能。当条件171满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P07复位阶段跳转到状态P01第一次交流阻抗测量触发阶段，在跳转过程中(也可在燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P01之后)设定第一次交流阻抗测量触发标志位为使能状态，并由燃料电池控制系统向测量交流阻抗的模块发送交流阻抗测量指令。其中，条件171特指，燃料电池系统带载吹扫阶段触发第一次交流阻抗测量标志判断部分的触发第一次交流阻抗测量指令的标志位为使能状态。
当燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P01第一次交流阻抗测量触发阶段之后，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器开始计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器开始计数。
当条件170满足且无论条件110是否满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01第一次交流阻抗测量触发阶段跳转到状态P07复位阶段。当条件170不满足且条件110满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01第一次交流阻抗测量触发阶段跳转到状态P02吹扫第一次等待时间阶段，在跳转过程中(也可在燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P02之后)设定第一次交流阻抗测量触发标志位为失能状态。当条件170不满足且条件110不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机保持在状态P01，允许更新的计数器保持计数更新。其中，条件170特指，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机复位判断与输出记录部分的带载吹扫阶段子状态机复位标志为使能状态。其中，条件110特指，燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果合理性判断部分判定第一次交流阻抗测量结果是合理的。其中，记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长，可以是燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始、经历状态P02、再到状态P03之前的累计持续时长，也可以是燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始、经历状态P02、直接跳过状态P03而跳转到状态P04之前的累计持续时长。
当燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P02吹扫第一次等待时间阶段之后，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机在状态P02的累计持续时长的计数器开始计数。当条件170满足且无论条件210或条件220是否满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P02吹扫第一次等待时间阶段跳转到状态P07复位阶段。当条件170不满足且条件210满足且无论条件220是否满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从P02吹扫第一次等待时间阶段跳转到状态P04吹扫第二次等待时间阶段，在跳转过程中保持第二次交流阻抗测量触发标志位为失能状态、保持燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器的计数值而不再更新该计数器的计数值。当条件170不满足且条件210不满足且条件220满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P02吹扫第一次等待时间阶段跳转到状态P03第二次交流阻抗测量触发阶段，在跳转过程中(也可在燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入P03状态之后)设定第二次交流阻抗测量触发标志位为使能状态，并由燃料电池控制系统向测量交流阻抗的模块发送交流阻抗测量指令。当条件170不满足且条件210不满足且条件220不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机停留在状态P02，允许更新的计数器保持计数更新。其中，条件210特指，燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果大于阈值14，即Rthshd。其中，条件220特指，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机在状态P02的累计持续时长超过燃料电池系统带载吹扫阶段第一等待时间计算部分的带载吹扫阶段第一等待时间。
当燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P03第二次交流阻抗测量触发阶段之后，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器保持当前计数值而不再更新该计数器的计数值，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长的计数器开始计数。当条件170满足且无论条件310是否满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03第二次交流阻抗测量触发阶段跳转到状态P07复位阶段。当条件170不满足且条件310满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03第二次交流阻抗测量触发阶段跳转到状态P04吹扫第二次等待时间阶段，在跳转过程中(也可在燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P04之后)设定第二次交流阻抗测量触发标志位为失能状态。当条件170不满足且条件310不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机停留在状态P03，允许更新的计数器保持计数更新。其中，条件310特指，燃料电池系统带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量结果合理性判断部分判定第二次交流阻抗测量结果是合理的。其中，记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长，可以是燃料电池带载吹扫阶段子状态机中状态P03被跳过之后的从状态P04开始到状态P05之前的累计持续时长，也可以是燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03开始、经历状态P04、再到状态P05之前的累计持续时长。
当燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P04吹扫第二次等待时间阶段之后，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器保持当前计数值而不再更新该计数器的计数值，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机在状态P04的累计持续时长的计数器开始计数。当条件170满足且无论条件410是否满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P04吹扫第二次等待时间阶段跳转到状态P07复位阶段。当条件170不满足且条件410满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P04第二次等待时间阶段跳转到状态P05第三次交流阻抗测量触发阶段，在跳转过程中(也可在燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入P05状态之后)设定第三次交流阻抗测量触发标志位为使能状态，并由燃料电池控制系统向测量交流阻抗的模块发送交流阻抗测量指令。当条件170不满足且条件410不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机停留在状态P04，允许更新的计数器保持计数更新。其中，条件410特指，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机在状态P04的累计持续时长(从燃料电池系统带载吹扫阶段子状态进入状态P04时刻开始后的，保持在状态P04的累计持续时长)超过燃料电池系统带载吹扫阶段第二等待时间计算部分的带载吹扫阶段第二等待时间。
当燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P05第三次交流阻抗测量触发阶段之后，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器保持当前计数值而不再更新该计数器计数值，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长的计数器保持当前计数值而不再更新该计数器的计数值，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P05开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器开始更新。当条件170满足且无论条件510是否满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P05第三次交流阻抗测量触发阶段跳转到状态P07复位阶段。当条件170不满足且条件510满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P05第三次交流阻抗测量触发阶段跳转到状态P06吹扫第三次等待时间阶段，在跳转过程中(也可在燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P06之后)设定第三次交流阻抗测量触发标志位为失能状态。当条件170不满足且条件510不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机停留在状态P05，允许更新的计数器保持计数更新。其中，条件510特指，燃料电池系统带载吹扫阶段第三次交流阻抗测量结果合理性判断部分判定第三次交流阻抗测量结果是合理的。
当燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机进入状态P06吹扫第三次等待时间阶段之后，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长的计数器保持当前计数值而不再更新该计数器的计数值，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长的计数器保持当前计数值而不再更新该计数器的计数值，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P05开始到状态P07之前的累计持续时长的计数器继续进行计数，用于记录燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机在状态P06的累计持续时长的计数器开始计数。当条件610满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P06吹扫第三次等待时间阶段跳转到状态P07复位阶段。其中，条件610特指，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机在状态P06的累计持续时长超过燃料电池系统带载吹扫阶段第三等待时间计算部分的带载吹扫阶段第三等待时间，或者燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机复位判断与输出记录部分的带载吹扫子状态机复位标志为使能状态。
在一个实施例中，所述第一等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第一等待时间；
通过燃料电池系统进入降载阶段前预设时段的运行电流的平均值、第一交流阻抗值小于阈值、所述交流阻抗结果的合理性判断判定燃料电池系统本次停机吹扫前是否为非正常开关机燃料电池水含量状态，若是，所述等待时间被设定为预设第一等待时间；若否，则结合燃料电池系统进入降载阶段前预设时段运行电流的平均值及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第一等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种。
在本实施例中，如图9所示，燃料电池系统带载吹扫阶段第一等待时间计算部分包括：
初始地，燃料电池控制系统内具备预先存储的带载吹扫阶段第一等待时间。
条件1：燃料电池系统主状态机在状态S04运行阶段结束前的最后一段时间内的燃料电池平均电流小于阈值12。其中，燃料电池系统主状态机在状态S04运行阶段结束前，特指燃料电池系统主状态机由状态S04跳转到状态S05之前。其中，最后一段时间的时间长度可根据燃料电池系统试验结果确定，保证燃料电池平均电流是有效的即可。阈值12可以是燃料电池系统的带载吹扫电流，可根据燃料电池系统试验结果确定。其中，燃料电池实际输出电流越大，时间长度越短，但至少为燃料电池系统控制器算法周期的数十倍。
条件2：第一次交流阻抗测量结果小于阈值13。阈值13可根据燃料电池系统试验结果确定。其中，阈值13取为燃料电池输出电流较高时的交流阻抗的可靠范围的平均值。当燃料电池输出电流较高时，燃料电池含水量才会更高，交流阻抗值才会更低，此时如果环境温度低于冰点温度，那么发生非正常关机对燃料电池的影响最大。
条件3：第一次交流阻抗测量结果是合理的。
逻辑“与”判断：当且仅当条件1满足、且条件2满足、且条件3满足时，判定燃料电池系统本次停机吹扫前确实经历了非正常开关机燃料电池水含量状态。当条件1不满足、或条件2不满足、或条件3不满足时，判定燃料电池系统本次停机吹扫前没有经历过非正常开关机燃料电池水含量状态。
例如，燃料电池系统在本次开机之前，当燃料电池输出大电流时发生故障导致燃料电池系统急停而不经过停机吹扫过程，那么燃料电池系统在本次开机之时，燃料电池内水含量很高，燃料电池在本次开机之后没有任何输出电流的情况下，系统接收到外界发送的关机指令，进而执行停机吹扫过程，此种情形即为燃料电池系统本次停机吹扫前确实经历了非正常开关机燃料电池水含量状态。
根据燃料电池主状态机在状态S04运行阶段结束前的最后一段时间内的燃料电池平均电流、燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量等工作条件，采用MAP查表等计算燃料电池带载吹扫阶段第一等待时间。其中，MAP查表可根据燃料电池系统试验结果确定。
仲裁部分1：当判定燃料电池系统本次停机吹扫前确实经历了非正常开关机燃料电池水含量状态时，燃料电池系统带载吹扫阶段第一等待时间，被设定为预先存储的带载吹扫阶段第一等待时间；当判定燃料电池系统本次停机吹扫前没有经历过非正常开关机燃料电池水含量状态，燃料电池系统带载吹扫阶段第一等待时间，被设定为采用常规查表等方式计算的带载吹扫阶段第一等待时间。
本实施例计算方法采用“先假定”当前燃料电池就处在最高水含量状态，执行“此处预设时间长度的吹扫”能够保证燃料电池从“假定的最高水含量对应的”交流阻抗值升高到比“阈值14更大”的阻抗值(对应燃料电池水含量逐渐降低)，该时间长度可由燃料电池试验确定，并且可以保证不会过度吹扫。从而确保第二次测量交流阻抗时，第二次测量的交流阻抗值大于阈值14。
在一个实施例中，所述第二等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第二等待时间；
通过判断对应的所述交流阻抗结果是否合理判定燃料电池系统所述第二等待时间的获取方式，若是，则结合燃料电池系统目标低温存储水含量及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第二等待时间，若否，所述第二等待时间被设定为预设的预设第二等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种。
在本实施例中，如图10所示，燃料电池系统带载吹扫阶段第二等待时间计算部分包括：
初始地，燃料电池控制系统内具备预先存储的带载吹扫阶段第二等待时间。
根据燃料电池系统目标低温存储温度，计算燃料电池目标低温存储水含量。计算依据可以是燃料电池系统试验结果。
根据燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度(也可以是其他工作条件)、燃料电池目标低温存储水含量，计算燃料电池目标阻抗。计算依据可以是燃料电池系统试验结果。
根据燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量等工作条件、第二次交流阻抗测量结果、燃料电池目标阻抗，采用MAP查表等计算带载吹扫阶段第二等待时间。其中，MAP查表可根据燃料电池系统试验结果确定。其中，当第一交流阻抗测量结果是合理的且第一次交流阻抗测量结果大于阈值14时，由于燃料电池系统带载吹扫阶段无需进行燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量触发，因而设定燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量结果等于第一次交流阻抗测量结果且设定第二次交流阻抗测量结果是合理的。
仲裁部分2：当判定第二次交流阻抗测量结果是合理的时，燃料电池系统带载吹扫阶段第二等待时间，被设定为采用MAP查表等计算的带载吹扫阶段第二等待时间；当判定第二次交流阻抗测量结果是不合理的时，燃料电池系统带载吹扫阶段第二等待时间，被设定为预先存储的第二等待时间。
在本实施例中，预先存储的带载吹扫阶段第二等待时间为燃料电池带载吹扫阶段允许的最长持续时间，防止燃料电池系统过度吹扫。
优选地，为避免燃料电池系统过度吹扫，可以在控制系统内第二等待时间设置值比计算值偏小，那么在预设工作条件下标定燃料电池阻抗随时间变化规律时，虽然试验结果是可重复的，但每次试验结果数值都是有偏差的。当重复进行多组试验之后，根据相同持续时间所能达到的最大阻抗值来计算第二等待时间的设置值，那么可防止过度吹扫。
在一个实施例中，所述第三等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第三等待时间；
通过判断所述第三次交流阻抗值是否合理判定燃料电池系统所述第三等待时间的获取方式，若是，则结合燃料电池系统目标低温存储水含量及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第三等待时间，若否，所述第三等待时间被设定为预设的预设第三等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种。
在本实施例中，如图11所示，燃料电池系统带载吹扫阶段第三等待时间计算部分包括：
初始地，燃料电池控制系统内具备预先存储的带载吹扫阶段第三等待时间。
根据燃料电池系统目标低温存储温度，计算燃料电池目标低温存储水含量。计算依据可以是燃料电池系统试验结果。
根据燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度(也可以是其他工作条件)、燃料电池目标低温存储水含量，计算燃料电池目标阻抗。计算依据可以是燃料电池系统试验结果。
根据燃料电池冷却容腔冷却液入口温度或冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量等工作条件、第三次交流阻抗测量结果、燃料电池目标阻抗，采用MAP查表等计算带载吹扫阶段第三等待时间。其中，MAP查表可根据燃料电池系统试验结果确定。
仲裁部分3：当判定第三次交流阻抗测量结果是合理的时，燃料电池系统带载吹扫阶段第三等待时间，被设定为采用MAP查表等计算的带载吹扫阶段第三等待时间；当判定第三次交流阻抗测量结果是不合理的时，燃料电池系统带载吹扫阶段第三等待时间，被设定为预先存储的第三等待时间。
在一个实施例中，所述停机吹扫方法还包括：
根据测量的交流阻抗值、交流阻抗值合理性的判定结果、带载子吹扫阶段累计时长和/或第一等待时间、第二等待时间、第三等待时间设置带载吹扫、空载吹扫停机吹扫结束的判定条件。
在本实施例中，如图12所示，燃料电池系统吹扫阶段结束标志判断部分为根据时间及电流阻抗结果判断带载或空载吹扫阶段是否结束，具体包括：
条件1：第一次交流阻抗测量结果是合理的。
条件2：第一次交流阻抗测量结果大于阈值14。原因是，在燃料电池系统停机吹扫之前，如果燃料电池初始水含量很高，则在燃料电池系统停机吹扫的初始阶段，虽然燃料电池初始水含量不断降低，但燃料电池交流阻抗变化很小，不利于计算燃料电池吹扫等待时间，因此当燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果大于阈值14且第一次交流阻抗测量结果是合理的时，才设定燃料电池系统带载吹扫阶段无需进行燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量触发，燃料电池带载吹扫阶段无需进行燃料电池带载吹扫阶段子状态机内的第一等待时间的带载停机吹扫过程(从状态P02跳转到状态P03的等待时间)。其中，阈值14可根据燃料电池系统试验结果确定。
条件3：燃料电池带载吹扫阶段第二等待时间小于阈值15。其中，阈值15可根据燃料电池系统停机吹扫过程允许时长而设定。
条件4：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计运行时长大于燃料电池带载吹扫阶段第二等待时间。
逻辑“与”判断：当且仅当条件1满足、且条件2满足、且条件3满足、且条件4满足时，结果1为真；当条件1不满足、或条件2不满足、或条件3不满足、或条件4不满足时，结果1为假。
条件5：第一次交流阻抗测量结果是合理的。
条件6：第三次交流阻抗测量结果是合理的。
条件7：第一次交流阻抗测量结果大于阈值14。
条件8：第二等待时间与第三等待时间之和小于阈值16。其中，阈值16可根据燃料电池系统停机吹扫过程允许时长而设定。
条件9：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计运行时长大于燃料电池带载吹扫阶段第二等待时间与第三等待时间之和。
逻辑“与”判断：当且仅当条件5满足、且条件6满足、且条件7满足、且条件8满足、且条件9满足时，结果2为真；当条件5不满足、或条件6不满足、或条件7不满足、或条件8不满足、或条件9不满足时，结果2为假。
条件10：第一次交流阻抗测量结果是合理的。
条件11：第二次交流阻抗测量结果是合理的。
条件12：第一次交流阻抗测量结果小于阈值14。
条件13：第一等待时间与第二等待时间之和小于阈值17。其中，阈值17可根据燃料电池系统停机吹扫过程允许时长而设定。
条件14：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计运行时长大于燃料电池带载吹扫阶段第一等待时间与第二等待时间之和。
逻辑“与”判断：当且仅当条件10满足、且条件11满足、且条件12满足、且条件13满足、且条件14满足时，结果3为真；当条件10不满足、或条件11不满足、或条件12不满足、或条件13不满足、或条件14不满足时，结果3为假。
条件15：第一次交流阻抗测量结果是合理的。
条件16：第二次交流阻抗测量结果是合理的。
条件17：第三次交流阻抗测量结果是合理的。
条件18：第一次交流阻抗测量结果小于阈值14。
条件19：第一等待时间、第二等待时间与第三等待时间之和小于阈值18。其中，阈值18可根据燃料电池系统停机吹扫过程允许时长而设定。
条件20：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计运行时长大于燃料电池带载吹扫阶段第一等待时间、第二等待时间与第三等待时间的三者之和。
逻辑“与”判断：当且仅当条件15满足、且条件16满足、且条件17满足、且条件18满足、且条件19满足、且条件20满足时，结果4为真；当条件15不满足、或条件16不满足、或条件17不满足、或条件18不满足、或条件19不满足、或条件20不满足时，结果4为假。
逻辑“或”判断：当结果1为真、或结果2为真、或结果3为真、或结果4为真时，吹扫初步条件判断结果为真；当且仅当结果1为假、且结果2为假、且结果3为假、且结果4为假时，吹扫初步条件判断结果为假。
条件21：燃料电池系统主状态机中燃料电池系统并不处在状态S06。
条件22：吹扫初步判断结果。
逻辑“或”判断：当条件21满足、或条件22为真时，设定燃料电池系统带载吹扫结束标志为真；当且仅当条件21不满足、且条件22为假时，设定燃料电池系统带载吹扫结束标志为假。
条件23：燃料电池系统空载吹扫结束标志。
条件24：吹扫初步判断结果。
逻辑“或”判断：当条件23为真、或条件24为真时，设定燃料电池系统停机吹扫结束标志为真；当且仅当条件23为假、且条件24为假时，设定燃料电池系统停机吹扫结束标志为假。
条件25：燃料电池系统主状态机中燃料电池系统跳过状态S07。
条件26：燃料电池系统主状态机中燃料电池系统由状态S07进入其他状态(比如，状态S07持续时间超时或燃料电池系统发生故障引起的)。
条件27：燃料电池系统主状态机中燃料电池系统由状态S07进入其他状态(比如，空载吹扫已达到燃料电池目标低温存储水含量)。
逻辑“或”判断：当条件25为真、或条件26为真、或条件27为真时，设定燃料电池系统空载吹扫结束标志为真；当且仅当条件25为假、且条件26为假、且条件27为假时，设定燃料电池系统空载吹扫结束标志为假。
在本实施例中，带载吹扫结束之后，根据带载吹扫结束的原因，再决定是否执行空载吹扫。停机吹扫结束，则表示带载吹扫和空载吹扫都结束。
其中，阈值15、阈值16、阈值17、阈值18可以是相同的，仅通过不同编号加以区分，以表示其具备可调整性。
在一个实施例中，所述停机吹扫方法还包括：
结合带载子吹扫阶段、测量的交流阻抗值及交流阻抗值合理性的判定结果确定判断带载吹扫是否执行正常，并记录带载子吹扫阶段累计时长、第一故障时间的计算方法、与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值。
在本实施例中，判断带载吹扫是否执行正常，并记录带载子吹扫阶段累计时长，如图13所示，实施例的燃料电池系统带载吹扫子状态机复位判断与记录时长部分包括：
条件1：燃料电池系统吹扫结束标志。
条件2：燃料电池系统主状态机中燃料电池系统并不处在状态S06。
条件3：第一次交流阻抗测量结果合理性。
条件4：第一次交流阻抗测量结果大于阈值19。阈值19是燃料电池控制系统初始化时默认的交流阻抗测量结果，可设定为较小正数或非正数，方便判断；
也可以是小于燃料电池正常工作时的最小阻抗值的任意值。当燃料电池尚未进入带载吹扫阶段之前或燃料电池结束停机吹扫之后，将燃料电池的交流阻抗值重新初始化为预设值，也就是小于等于阈值19，那么一旦燃料电池进入带载吹扫阶段测量了交流阻抗值，那么测量交流阻抗值一定大于阈值19，那么就可通过大小比较判断出燃料电池已经测量了阻抗。
仲裁部分4：当且仅当条件4为真、且条件3为合理的时，仲裁结果4为假；当且仅当条件4为真、且条件3为不合理的时，仲裁结果4为真；当条件4为假、且无论条件3是否为合理的时，仲裁结果4为假。
条件5：第二次交流阻抗测量结果合理性。
条件6：第一次交流阻抗测量结果大于阈值14。
条件7：第一次交流阻抗测量结果大于阈值19。
条件8：第二次交流阻抗测量结果大于阈值19。
仲裁部分5：当且仅当条件6为假、且条件8为真、且条件5为合理的、且无论条件7是否为真时，仲裁结果5为假；当且仅当条件6为假、且条件8为真、且条件5为不合理的、且无论条件7是否为真时，仲裁结果5为真；当且仅当条件6为假、且条件8为假、且无论条件5是否为合理的、且无论条件7是否为真时，仲裁结果5为假；当且仅当条件6为真、且条件7为真、且条件5为合理的、且无论条件8是否为真时，仲裁结果5为假；当且仅当条件6为真、且条件7为真、且条件5为不合理的、且无论条件8是否为真时，仲裁结果5为真；当且仅当条件6为真、且条件7为假、且无论条件5是否为合理的、且无论条件8是否为真时，仲裁结果5为假；
条件9：第三次交流阻抗测量结果大于阈值19。
条件10：第三次交流阻抗测量结果合理性。
仲裁部分6：当且仅当条件9为真、且条件10为合理的时，仲裁结果6为假；当且仅当条件9为真、且条件10为不合理的时，仲裁结果6为真；当条件9为假、且无论条件10是否为合理的时，仲裁结果6为假。
逻辑“或”判断：当条件1为真、或条件2满足、或仲裁结果4为真、或仲裁结果5为真、或仲裁结果6为真时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机复位到状态P07的标志为真；当且仅当条件1为假、且条件2不满足、且仲裁结果4为假、且仲裁结果5为假、且仲裁结果6为假时，燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机复位到状态P07的标志为假。
条件11：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机复位到状态P07(即主状态机在S06状态下，子状态机执行由P07-P01至P08状态)的标志。
条件12：燃料电池系统主状态机是否为状态S06或状态S07。条件12满足时，燃料电池系统主状态机既不在状态S06也不在状态S07；条件12不满足时，燃料电池系统主状态机在状态S06或在状态S07。
输出记录仲裁部分：当条件12满足、且无论条件11是否为真时，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P03之前的记录累计持续时长1设定为0，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P03开始到状态P05之前的记录累计持续时长2设定为0，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P05开始到状态P07之前的记录累计持续时长3设定为0，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P07之前的记录累计持续时长4设定为0，燃料电池系统带载吹扫子状态机记录当前子状态PX设定为状态P07。即主状态机既不在状态S06也不在状态S07时，子状态机不进行计时。
输出记录仲裁部分：当且仅当条件12不满足、且条件11为假时，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P03之前的记录累计持续时长1动态跟随燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P03开始到状态P05之前的记录累计持续时长2动态跟随燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P05开始到状态P07之前的记录累计持续时长3动态跟随燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P05开始到状态P07之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P07之前的记录累计持续时长4动态跟随燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机记录当前子状态PX动态跟随燃料电池系统带载吹扫子状态机当前子状态。其中，动态跟随是指在前述条件下二者数值始终保持相同。本部分即主状态机在状态S06或S07，且子状态机不在复位-P07的状态时，各个阶段开始计时。
输出记录仲裁部分：当且仅当条件12不满足、且条件11为真时，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P03之前的记录累计持续时长1设定为“条件11由假变为真之前的最后时刻的”燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P03之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P03开始到状态P05之前的记录累计持续时长2设定为“条件11由假变为真之前的最后时刻的”燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P03开始到状态P05之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P05开始到状态P07之前的记录累计持续时长3设定为“条件11由假变为真之前的最后时刻的”燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P05开始到状态P07之前的累计持续时长，燃料电池系统带载吹扫子状态机从状态P01开始到状态P07之前的记录累计持续时长4设定为“条件11由假变为真之前的最后时刻的”燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机从状态P01开始到状态P07之前的累计持续时长，
燃料电池系统带载吹扫子状态机记录当前子状态PX(P01-07)设定为“条件11由假变为真之前的最后时刻的”燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机的子状态。
在本实施例中，带载吹扫阶段结束时参数计算如图14所示，其中包括第一故障时间的计算方法、与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值。
条件1：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机记录当前子状态PX。
条件2：第一次交流阻抗测量结果是否大于阈值14(Rthshd)。
仲裁部分7：当条件2为真时，仲裁结果7设定为记录累计持续时长1与记录累计持续时长2之和；当条件2为假时，仲裁结果7设定为记录累计持续时长2。
条件3：第一次交流阻抗测量结果是否大于阈值14。
仲裁部分8：当条件3为真时，仲裁结果8设定为记录累计持续时长1、记录累计持续时长2与记录累计持续时长3的三者之和；当条件2为假时，仲裁结果8设定为记录累计持续时长2与记录累计持续时长3之和。
仲裁部分9：燃料电池系统带载吹扫子状态机复位之前且与邻近已测交流阻抗间的累计吹扫持续时间PCMT(即与邻近已测交流阻抗间的时间间隔，是指从当前时刻开始，回溯到最后一次测量交流阻抗并返回结果的时刻，两个时刻间的时间差值)。当条件1等于状态P01或等于状态P02时，PCMT设定为记录累计持续时长1。当条件1等于状态P03时，PCMT设定为记录累计持续时长1与记录累计持续时长2之和。当条件1等于状态P04时，PCMT设定为仲裁结果7。当条件1等于状态P05时，PCMT设定为仲裁结果8。当条件1等于状态P06时，PCMT设定为记录累计持续时长3。当条件1等于状态P07时，PCMT设定为燃料电池控制系统内预设的累计持续时长1。
条件4：第一次交流阻抗测量结果是否大于阈值14。
仲裁部分10：当条件4为真时，仲裁结果10设定为第一次交流阻抗测量结果；当条件4为假时，仲裁结果10设定为第二次交流阻抗测量结果。
条件5：燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机记录当前子状态PX。
仲裁部分11：燃料电池系统带载吹扫子状态机复位之前的最为邻近的已测量的交流阻抗结果PCMR。当条件5等于状态P01或等于状态P07时，PCMR设定为燃料电池控制系统内预设的燃料电池初始阻抗1。当条件5等于状态P02或等于状态P03时，PCMR设定为第一次交流阻抗测量结果。当条件5等于状态P04或等于状态P05时，PCMR设定为仲裁结果10。当条件5等于状态P06时，PCMR设定为第三次交流阻抗测量结果。
其中，记录表示将当前状态机相关的计数器数值、状态量数值等保存在一组变量之中，用于再次程序调用而不会丢失或改变。
在一个实施例中，所述停机吹扫方法包括：
综合带载吹扫过程中测得的交流阻抗值及测量所述交流阻抗值过程中采集的电压信号、电路信号、电压信号的信噪比和/或电流信号的信噪比判定测量的交流阻抗值的合理性。
在本实施例中，燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果合理性判断部分可以参考图15所示，
初始地，默认燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果是不合理的。
条件1：第一次交流阻抗测量结果大于阈值4且小于阈值5。比如，正常情况下燃料电池交流阻抗是存在上限值和下限值，当燃料电池工作正常时，交流阻抗测量结果应该处于上限和下限之间。阈值4和阈值5可根据燃料电池实际情况通过试验标定确定。例如：合理范围是阈值4<下限值<上限值<阈值5。
条件2：第一次交流阻抗测量过程中采集电压信号大于阈值6且小于阈值7。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电压信号通常是由微控制器内单片机获取的，单片机能够采集的模拟信号是有上限值和下限值，当采集电压信号不在上限和下限之间时，采集电压信号将失真，交流阻抗计算结果不对。阈值6和阈值7可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。例如：合理范围是下限值<阈值6<阈值7<上限值。
条件3：第一次交流阻抗测量过程中采集电流信号大于阈值8且小于阈值9。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电流信号通常是由微控制器内单片机获取的，单片机能够采集的模拟信号是有上限值和下限值，当采集电流信号不在上限和下限之间时，采集电流信号将失真，交流阻抗计算结果不对。阈值8和阈值9可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。例如：合理范围是下限值<阈值8<阈值9<上限值。
条件4：第一次交流阻抗测量过程中采集电压信号的信噪比大于阈值10。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电压信号通常是由微控制器内单片机获取的，当对采集电压信号进行傅里叶变换后的频谱的信噪比较小时，采集电压信号可能不准，交流阻抗计算结果可能不对。阈值10可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
其中，信噪比范围为0～100％，信噪比数值越大则信号质量越好、越可靠。阈值10和阈值11是设定在0～100％范围内的数值，可根据燃料电池系统实际应用测试情况来设置阈值10和阈值11。
条件5：第一次交流阻抗测量过程中采集电流信号的信噪比大于阈值11。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电流信号通常是由微控制器内单片机获取的，当对采集电流信号进行傅里叶变换后的频谱的信噪比较小时，采集电流信号可能不准，交流阻抗计算结果可能不对。阈值10可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
逻辑“与”判断：当且仅当条件1满足、且条件2满足、且条件3满足、且条件4满足、且条件5满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果是合理的。当条件1不满足、或条件2不满足、或条件3不满足、或条件4不满足、或条件5不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果是不合理的。
在本实施例中，燃料电池系统带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量结果合理性判断部分可以参考图16所示，
初始地，默认燃料电池系统带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量结果是不合理的。
条件1：第一次交流阻抗测量结果是合理的。
条件2：第二次交流阻抗测量结果大于等于第一次交流阻抗测量结果且小于阈值5。比如，正常情况下燃料电池交流阻抗是存在上限和下限的，当燃料电池工作正常时，交流阻抗测量结果应该处于上限和下限之间。在燃料电池系统停机吹扫过程中，随着燃料电池内水含量逐渐减少，燃料电池交流阻抗逐渐增加，因此第二次交流阻抗测量结果必然大于等于第一次交流阻抗测量结果。
条件3：第二次交流阻抗测量过程中采集电压信号大于阈值6且小于阈值7。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电压信号通常是由微控制器内单片机获取的，单片机能够采集的模拟信号是有上限和下限的，当采集电压信号不在上限和下限之间时，采集电压信号将失真，交流阻抗计算结果不对。阈值6和阈值7可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
条件4：第二次交流阻抗测量过程中采集电流信号大于阈值8且小于阈值9。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电流信号通常是由微控制器内单片机获取的，单片机能够采集的模拟信号是有上限和下限的，当采集电流信号不在上限和下限之间时，采集电流信号将失真，交流阻抗计算结果不对。阈值8和阈值9可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
条件5：第二次交流阻抗测量过程中采集电压信号的信噪比大于阈值10。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电压信号通常是由微控制器内单片机获取的，当对采集电压信号进行傅里叶变换后的频谱的信噪比较小时，采集电压信号可能不准，交流阻抗计算结果可能不对。阈值10可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
条件6：第二次交流阻抗测量过程中采集电流信号的信噪比大于阈值11。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电流信号通常是由微控制器内单片机获取的，当对采集电流信号进行傅里叶变换后的频谱的信噪比较小时，采集电流信号可能不准，交流阻抗计算结果可能不对。阈值10可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
逻辑“与”判断：当且仅当条件1满足、且条件2满足、且条件3满足、且条件4满足、且条件5满足、且条件6满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量结果是合理的。当条件1不满足、或条件2不满足、或条件3不满足、或条件4不满足、或条件5不满足、或条件6不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段第二次交流阻抗测量结果是不合理的。另外，当第一交流阻抗测量结果是合理的且第一次交流阻抗测量结果大于阈值14时，由于燃料电池系统带载吹扫阶段无需进行燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量触发，因而设定燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量结果等于第一次交流阻抗测量结果且设定第二次交流阻抗测量结果是合理的。
在燃料电池系统停机吹扫之前，如果燃料电池初始水含量很高，则在燃料电池系统停机吹扫的初始阶段，虽然燃料电池初始水含量不断降低，但燃料电池交流阻抗变化很小，不利于计算燃料电池吹扫等待时间，因此当燃料电池系统带载吹扫阶段第一次交流阻抗测量结果大于阈值14且第一次交流阻抗测量结果是合理的时，才设定燃料电池系统带载吹扫阶段无需进行燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量触发，燃料电池带载吹扫阶段无需进行燃料电池带载吹扫阶段子状态机内的第一等待时间的带载停机吹扫过程(从状态P02跳转到状态P03的等待时间)。其中，阈值14可根据燃料电池系统试验结果确定。
在本实施例中，燃料电池系统带载吹扫阶段第三次交流阻抗测量结果合理性判断部分可以参考图17所示，
条件1：第二次交流阻抗测量结果是合理的。
条件2：第三次交流阻抗测量结果大于等于第二次交流阻抗测量结果且小于阈值5。比如，正常情况下燃料电池交流阻抗是存在上限和下限的，当燃料电池工作正常时，交流阻抗测量结果应该处于上限和下限之间。在燃料电池系统停机吹扫过程中，随着燃料电池内水含量逐渐减少，燃料电池交流阻抗逐渐增加，因此第三次交流阻抗测量结果必然大于等于第二次交流阻抗测量结果。另外，当第一交流阻抗测量结果是合理的且第一次交流阻抗测量结果大于阈值14时，由于燃料电池系统带载吹扫阶段无需进行燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量触发，因而在此种情形下设定燃料电池系统带载吹扫阶段子状态机内的第二次交流阻抗测量结果等于第一次交流阻抗测量结果且设定第二次交流阻抗测量结果是合理的。
条件3：第三次交流阻抗测量过程中采集电压信号大于阈值6且小于阈值7。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电压信号通常是由微控制器内单片机获取的，单片机能够采集的模拟信号是有上限和下限的，当采集电压信号不在上限和下限之间时，采集电压信号将失真，交流阻抗计算结果不对。阈值6和阈值7可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
条件4：第三次交流阻抗测量过程中采集电流信号大于阈值8且小于阈值9。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电流信号通常是由微控制器内单片机获取的，单片机能够采集的模拟信号是有上限和下限的，当采集电流信号不在上限和下限之间时，采集电流信号将失真，交流阻抗计算结果不对。阈值8和阈值9可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
条件5：第三次交流阻抗测量过程中采集电压信号的信噪比大于阈值10。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电压信号通常是由微控制器内单片机获取的，当对采集电压信号进行傅里叶变换后的频谱的信噪比较小时，采集电压信号可能不准，交流阻抗计算结果可能不对。阈值10可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
条件6：第三次交流阻抗测量过程中采集电流信号的信噪比大于阈值11。比如，用于计算燃料电池交流阻抗的采集电流信号通常是由微控制器内单片机获取的，当对采集电流信号进行傅里叶变换后的频谱的信噪比较小时，采集电流信号可能不准，交流阻抗计算结果可能不对。阈值10可根据燃料电池系统测量交流阻抗的模块和燃料电池的实际情况通过试验标定确定。
逻辑“与”判断：当且仅当条件1满足、且条件2满足、且条件3满足、且条件4满足、且条件5满足、且条件6满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段第三次交流阻抗测量结果是合理的。当条件1不满足、或条件2不满足、或条件3不满足、或条件4不满足、或条件5不满足、或条件6不满足时，燃料电池系统带载吹扫阶段第三次交流阻抗测量结果是不合理的。若判断出不合理是，可以多次重新进行测量。
在合理性判断的步骤中，除每个合理性判断部分的条件1以外，第一、第二、第三次交流阻抗测量结果合理性判断方法可以是一样的。此外，三次交流阻抗测量结果之间设置大小约束，假如只测量了第一次和第二次，则第二次一定大于第一次；假如只测量了第一次和第三次，则第三次一定大于第一次，第一次等于第二次；假如只测量了第一次、第二次、第三次，则第三次一定大于第二次，第二次一定大于第一次。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种燃料电池系统，由于燃料电池系统所解决问题的原理与前述实施例的燃料电池系统的停机吹扫方法相似，因此本实施例的实施可以参见前述燃料电池系统的停机吹扫方法的实施，重复之处不再赘述。
本实施例提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统通过上述的燃料电池系统的停机吹扫方法控制停机的时间。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆，由于该车辆所解决问题的原理与前述实施例的燃料电池系统相似，因此本实施例的实施可以参见前述热管理控制系统的实施，重复之处不再赘述。
本实施例提供了一种车辆，所述车辆包括上述实施例中的燃料电池系统。
在本实施例中，由于燃料电池系统的使用寿命长，维护频率低，节约能源，故降低了车辆的维护成本，提升了车辆的性价比。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”“第二”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述停机吹扫方法包括：
监控燃料电池系统的实际输出电流，结合预设吹扫条件确定吹扫状态，所述吹扫状态包括带载吹扫、空载吹扫；
获取燃料电池系统进入带载吹扫的第一交流阻抗值，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗值的次数、计算测量交流阻抗值的间隔时间及带载吹扫时间；
实时记录带载吹扫的执行时间，并判断带载吹扫是否执行正常，若是，则到达带载吹扫时间后转至空载吹扫，所述带载吹扫时间对应的结束带载交流阻抗值标记为空载吹扫的初始空载交流阻抗值；若否，则标记当前时间为第一故障时间，获取与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值，计算第一故障时间对应的故障交流阻抗值，并标记为初始空载交流阻抗值；
通过初始空载交流阻抗值计算空载吹扫时间，空载吹扫持续空载吹扫时间结束后完成停机吹扫。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述“获取燃料电池系统进入带载吹扫的第一交流阻抗值，根据第一交流阻抗值确定带载吹扫过程中测量交流阻抗的次数、计算测量交流阻抗的间隔时间及带载吹扫时间”方法包括：
根据燃料电池系统工作条件预设第一阻抗阈值；
当燃料电池系统在进入带载吹扫后测量第一交流阻抗值，标记测量所述第一交流阻抗值的时间为第一测量时间；
判断第一交流阻抗值是否小于第一阻抗阈值，若是，则根据燃料电池系统进入降载阶段前的运行电流计算第二次测量交流阻抗值的第一等待时间，并在所述第一等待时间结束后测得第二交流阻抗值，结合第二交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第三次测量交流阻抗值的第二等待时间；若否，结合第一交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第二次测量交流阻抗值的第二等待时间；
在所述第二等待时间结束后测得最后交流阻抗值，结合最后交流阻抗值、燃料电池系统的目标交流阻抗值及燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律计算第三等待时间；
当带载吹扫时间至第三等待时间结束后，带载吹扫结束，进入空载吹扫。
3.如权利要求1所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述“通过初始空载交流阻抗值计算空载吹扫时间”方法包括：
根据燃料电池系统目标低温存储温度，计算目标低温存储水含量；
结合燃料电池系统冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度或冷却液入口与出口的平均温度计算燃料电池目标阻抗值；
根据燃料电池停机吹扫交流阻抗随时间规律、初始空载交流阻抗值、进入空载吹扫时间及燃料电池目标阻抗值，计算空载吹扫时间。
4.如权利要求1所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，当燃料电池处于带载吹扫时，触发测量所述第一交流阻抗值的判定条件至少包括下述条件的一种或多种：
燃料电池系统冷却容腔入口冷却液目标温度与实际温度之差的绝对值小于第一阈值、燃料电池系统空气容腔入口目标空气流量与实际空气流量之差的绝对值小于第二阈值、燃料电池系统氢气容腔入口目标氢气压力与实际氢气压力之差的绝对值小于第三阈值、燃料电池系统空气容腔入口目标空气压力与实际空气压力之差的绝对值小于第四阈值。
5.如权利要求1所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述停机吹扫方法包括：所述带载吹扫中的燃料电池系统子状态机根据不同的触发条件切换不同的带载子吹扫阶段切换；所述带载子吹扫阶段设置有计时器，所述计时器分别记录每个带载子吹扫阶段的单阶段时长及不同带载子吹扫阶段之间的连续时长；
所述带载子吹扫阶段包括复位阶段、第一次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第一次等待时间阶段、第二次次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第二次等待时间阶段、第三次交流阻抗测量触发阶段、吹扫第三次等待时间阶段。
6.如权利要求2所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述第一等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第一等待时间；
通过燃料电池系统进入降载阶段前预设时段的运行电流的平均值、第一交流阻抗值小于阈值、所述交流阻抗结果的合理性判断判定燃料电池系统本次停机吹扫前是否为非正常开关机燃料电池水含量状态，若是，所述等待时间被设定为预设第一等待时间；若否，则结合燃料电池系统进入降载阶段前预设时段运行电流的平均值及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第一等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种；和/或
所述第二等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第二等待时间；
通过判断对应的所述交流阻抗结果是否合理判定燃料电池系统所述第二等待时间的获取方式，若是，则结合燃料电池系统目标低温存储水含量及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第二等待时间，若否，所述第二等待时间被设定为预设的预设第二等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种；和/或
所述第三等待时间的计算方法包括：
预先存储燃料电池系统带载吹扫的预设第三等待时间；
通过判断所述第三次交流阻抗值是否合理判定燃料电池系统所述第三等待时间的获取方式，若是，则结合燃料电池系统目标低温存储水含量及燃料电池系统的工作条件计算燃料电池带载吹扫阶段第三等待时间，若否，所述第三等待时间被设定为预设的预设第三等待时间；所述燃料电池系统的工作条件包括冷却容腔冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液入口与出口的平均温度、燃料电池带载吹扫空气流量的一种或多种。
7.如权利要求2所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述停机吹扫方法还包括：
结合带载子吹扫阶段、测量的交流阻抗值及交流阻抗值合理性的判定结果确定判断带载吹扫是否执行正常，并记录带载子吹扫阶段累计时长、第一故障时间的计算方法、与所述第一故障时间相邻的测量交流阻抗的测量时间及所述测量时间对应的测量阻抗值；和/或
根据测量的交流阻抗值、交流阻抗值合理性的判定结果、带载子吹扫阶段累计时长和/或第一等待时间、第二等待时间、第三等待时间设置带载吹扫、空载吹扫停机吹扫结束的判定条件。
8.如权利要求1-7任意一项所述的燃料电池系统的停机吹扫方法，其特征在于，所述停机吹扫方法包括：
综合带载吹扫过程中测得的交流阻抗值及测量所述交流阻抗值过程中采集的电压信号、电路信号、电压信号的信噪比和/或电流信号的信噪比判定测量的交流阻抗值的合理性。
9.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统通过如权利要求1-8任意一项所述的燃料电池系统的停机吹扫方法控制停机吹扫过程。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求9所述的燃料电池系统。
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