CN114497649A - 进堆氢气压力传感器的故障识别装置及故障识别方法 - Google Patents

进堆氢气压力传感器的故障识别装置及故障识别方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种进堆氢气压力传感器的故障识别装置及故障识别方法，所述方法包括：在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值；根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障。在燃料电池发电过程中，内部反应生成水分子，而在寒冷情况下，这些水会造成燃料电池系统结冰的情况，由于氢气吹扫流量较小，导致氢气系统更容易结冰。采用本方法能够在寒冷情况下燃料电池发电过程中，识别进堆氢气压力传感器是否由于寒冷的原因结冰而产生故障。

Description

进堆氢气压力传感器的故障识别装置及故障识别方法
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种进堆氢气压力传感器的故障识别装置及故障识别方法。
背景技术
燃料电池汽车具备能源可再生、零排放、效率高等优势，被视为汽车工业未来发展的重要方向。燃料电池电控系统由燃料电池系统、相关执行器及传感器等主要组件构成。整车控制器通过报文将燃料电池需求功率发送给燃料电池控制器，燃料电池控制器在考虑所有附件的消耗功率后，计算得到燃料电池设定电流；燃料电池通过氢与氧的电化学反应将燃料中的化学能转化为电能，输出整车需求的功率。反应剂介质的供给和状态决定了燃料电池电堆系统的性能、效率和动态响应。
在燃料电池发电过程中，内部反应生成水分子，而在寒冷情况下，这些水会造成燃料电池系统结冰的情况，由于氢气吹扫流量较小，导致氢气系统更容易结冰。传统的传感器诊断只能诊断出传感器电气故障、物理值超限故障等，很难识别传感器结冰情况。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种进堆氢气压力传感器的故障识别装置及故障识别方法，用于判断进堆氢气压力传感器是否故障。
为了实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面提供了一种故障识别方法，包括：
在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值；
根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障。
于上述实施例中的故障识别方法中，通过氢气质量守恒原理建立物理模型计算出燃料电池进堆氢气压力的模型值，然后对进堆氢气压力传感器实际采集值与模型值进行比较，如果二者差值的绝对值超过设定阈值，可以认为燃料电池进堆氢气压力传感器出现故障情况。
在其中一个实施例中，所述方法包括：若环境温度值小于等于第一预设阈值，及/或进堆冷却液温度值小于等于第二预设阈值，则判定所述燃料电池处于冷启动状态。以便于根据环境温度及进堆冷却液的温度判断燃料电池是否处于冷启动状态，若处于则激活进堆氢气压力传感器故障识别功能。
在其中一个实施例中，所述根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值，包括：
根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3；
其中，Mf1为氢气喷射阀的喷射质量流量，Mf2为所述燃料电池电堆内的实际消耗氢气质量流量，Mf3为燃料电池的尾排氢气质量流量。以便于获取燃料电池的进堆氢气质量流量。
在其中一个实施例中，所述根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf，包括：
根据氢气喷射阀的控制占空比获取所述氢气喷射阀的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f；
根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure BDA0003463980340000031
当尾排电磁阀开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure BDA0003463980340000032
其中，D为所述氢气喷射阀的控制占空比，f为所述氢气喷射阀控制占空比的转流量系数，I为所述燃料电池的实际电流，
Figure BDA0003463980340000035
为氢气摩尔质量，n为所述燃料电池的单电池个数，F为法拉第常数，N为分子中原子个数，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure BDA0003463980340000033
为氢气气体常数。以便于获取燃料电池的进堆氢气质量流量。
在其中一个实施例中，所述根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值，还包括：
根据理想气体方程获取所述氢气压力模拟值：
Figure BDA0003463980340000034
其中，TIN为进堆冷却液温度值，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure BDA0003463980340000036
为氢气气体常数，VCirc为氢气循环体积参数。以便于获取燃料电池进堆氢气压力的模拟值。
在其中一个实施例中，所述根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障，包括：
若所述氢气压力实际值与所述氢气压力模拟值的差值大于第三预设阈值，则判定所述进堆氢气传感器故障。
本申请的第二方面提供了一种进堆氢气压力传感器的故障识别装置，用于燃料电池氢气系统，包括：
处理器，与进堆氢气压力传感器连接，被配置为：
在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值；
根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障。
与上述实施例中的进堆氢气压力传感器的故障识别装置中，通过氢气质量守恒原理建立物理模型计算出燃料电池进堆氢气压力的模型值，然后对进堆氢气压力传感器实际采集值与模型值进行比较，如果二者绝对偏差超过设定阈值，则认为燃料电池进堆氢气压力传感器出现故障情况。
在其中一个实施例中，所述处理器还被配置为：
根据氢气喷射阀的控制占空比获取所述氢气喷射阀的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f；
根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure BDA0003463980340000041
当尾排电磁阀开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure BDA0003463980340000051
根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3；
根据理想气体方程获取所述氢气压力模拟值：
Figure BDA0003463980340000052
其中，D为所述氢气喷射阀的控制占空比，f为所述氢气喷射阀控制占空比的转流量系数，I为所述燃料电池的实际电流，
Figure BDA0003463980340000053
为氢气摩尔质量，n为所述燃料电池的单电池个数，F为法拉第常数，N为分子中原子个数，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure BDA0003463980340000054
为氢气气体常数，TIN为进堆冷却液温度值，VCirc为氢气循环体积参数。以便于获取燃料电池进堆氢气压力的模拟值。
在其中一个实施例中，所述处理器还被配置为：
若所述氢气压力实际值与所述氢气压力模拟值的差值大于第三预设阈值，则判定所述进堆氢气传感器故障。
本申请的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中任一项所述方法的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本申请一实施例中提供的故障识别方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例中提供的燃料电池氢气系统结构示意图；
图3为本申请另一实施例中提供的故障识别方法的流程示意图；
图4为本申请又一实施例中提供的故障识别方法的流程示意图；
图5为本申请再一实施例中提供的故障识别方法的流程示意图。
附图标记说明：
1、氢进电磁阀；2、氢进压力传感器；3、氢气喷射阀；4、引射器；5、进堆氢气压力传感器；6、燃料电池电堆；7、水分离器；8、出堆氢气压力传感器；9、尾排电磁阀；10、排水阀。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“及/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。为了说明本申请上述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
燃料电池汽车具备能源可再生、零排放、效率高等优势，被视为汽车工业未来发展的重要方向。燃料电池电控系统由燃料电池系统、相关执行器及传感器等主要组件构成。整车控制器通过报文将燃料电池需求功率发送给燃料电池控制器，燃料电池控制器在考虑所有附件的消耗功率后，计算得到燃料电池设定电流；燃料电池通过氢与氧的电化学反应将燃料中的化学能转化为电能，输出整车需求的功率。反应剂介质的供给和状态决定了燃料电池电堆系统的性能、效率和动态响应。
在燃料电池发电过程中，内部反应生成水分子，而在寒冷情况下，这些水会造成燃料电池系统结冰的情况，由于氢气吹扫流量较小，导致氢气系统更容易结冰。常规的传感器诊断只能诊断出传感器电气故障、物理值超限故障等，无法识别传感器结冰情况，本发明提供了一种基于物理模型的进堆氢气压力传感器5结冰识别的诊断方法，基于图1的燃料电池氢气系统而设计，所述系统包括氢进电磁阀1、氢进压力传感器2、氢气喷射阀3、引射器4、进堆氢气压力传感器5、燃料电池电堆6、水分离器7、出堆氢气压力传感器8、尾排电磁阀9及排水阀10。
由氢气供给系统生成氢气源，由氢进电磁阀1控制氢气的进出流向，通过氢进压力传感器2测量氢气进入系统的压力；按照氢气的喷射需求通过氢气喷射阀3实现定量供给。引射器4作为一个动力源，对被引射气体氢气做功，提高其能量。通过进堆压力传感器测量进入燃料电池电堆6前的氢气压力，然后进入燃料电池电堆6。在发电过程中氢气和氧气的反应会产生水，通过水分离器7分离排出的氢气和水。为了保证燃料电池电堆6的反应效率，由氢气源通过引射端向电堆的进气侧通入的氢气通常是过量的，氢气在电堆内反应后，未反应的氢气和反应生成的水混合并由电堆的出气侧排出至水分离器7。经由出堆氢气传感器测量反应后的氢气压力，排出的氢气分为两个部分，一部分分离后的氢气能够进入引射端，并在引射器4的作用下重新利用，能够提高氢气的利用率；另一部分分离后的氢气通过尾排电磁阀9与分离出的经由排水阀10排出的水一起排出。
基于此，请参考图2，在本申请的一个实施例中，提供一种故障识别方法，包括：
步骤S200:在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力模拟值；
步骤S400:根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器5是否故障。
于上述实施例中的故障识别方法中，通过氢气质量守恒原理建立物理模型计算出燃料电池进堆氢气压力的模型值，然后对进堆氢气压力传感器5实际采集值与模型值进行比较，如果二者差值的绝对值超过设定阈值，则认为燃料电池进堆氢气压力传感器5出现故障情况。
作为示例，请参考图3，所述方法包括：
步骤S100:若环境温度值小于等于第一预设阈值，及/或进堆冷却液温度值小于等于第二预设阈值，则判定所述燃料电池处于冷启动状态；
步骤S200:在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力模拟值；
步骤S400:根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器5是否故障。
具体地，由于在燃料电池发电过程中，内部反应生成水分子，而在寒冷情况下，这些水会造成燃料电池系统结冰的情况，由于氢气吹扫流量较小，导致氢气系统更容易结冰。故所述第一预设阈值及第二预设阈值为可能使氢气系统结冰的温度值。以便于根据环境温度及进堆冷却液的温度判断燃料电池是否处于冷启动状态，若处于则激活进堆氢气压力传感器5故障识别功能。
请参考图4，在其中一个实施例中，所述根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力模拟值，包括：
步骤S210:根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3。
其中，Mf1为氢气喷射阀3的喷射质量流量，Mf2为所述燃料电池电堆6内的实际消耗氢气质量流量，Mf3为燃料电池的尾排氢气质量流量。以便于获取燃料电池的进堆氢气质量流量。
具体地，Mf1为进入系统之前的氢气总质量，Mf为进入电堆的氢气质量，Mf2为电堆反应中实际消耗质量，然后经过电堆反应后，Mf3为最后排出的氢气质量，故根据质量守恒Mf2+Mf3+Mf＝Mf1。即可求出Mf进入电堆之前的氢气质量。进一步得出进堆压力传感器的模拟值，从而得出所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值。
请继续参考图4，在其中一个实施例中，所述根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf，包括：
步骤S210:根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3；
步骤S211:根据氢气喷射阀3的控制占空比获取所述氢气喷射阀3的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f。
具体地，氢气喷射阀3的作用是按照氢气喷射需求实现氢气定量供给，根据公式可以求出进入系统之前的氢气总质量Mf1。质量流量指单位时间里，流体通过封闭管道或敞开槽有效截面的流体质量。D为所述氢气喷射阀3的控制占空比，f为所述氢气喷射阀3控制占空比的转流量系数。
步骤S212:根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆6内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure BDA0003463980340000101
具体地，法拉第定律分为两个子定律，即法拉第第一定律和法拉第第二定律。第一定律：在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比；第二定律：通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。式中，I为所述燃料电池的实际电流，
Figure BDA0003463980340000111
为氢气摩尔质量，n为所述燃料电池的单电池个数，N为分子中原子个数，F为法拉第常数，数值为F＝9.65×10000C/mol，它是阿伏伽德罗数NA＝6.02214×1023mol-1与元电荷e＝1.602176·10-19C的积。
步骤S213:当尾排电磁阀9开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure BDA0003463980340000112
其中，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀9横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀9处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure BDA0003463980340000113
为氢气气体常数。
具体地，上式中：
Figure BDA0003463980340000114
其中k为卡帕等熵指数(绝热指数)，Pamb为环境压力，绝热指数是指理想气体可逆绝热过程的指数，对于理想气体，绝热指数k是常数，由气体性质决定，对于实际气体，绝热指数k与温度T和压强p有关；
Figure BDA0003463980340000115
其中Tout为出堆冷却液温度；
Figure BDA0003463980340000121
其中
Figure BDA0003463980340000122
为氢气气体常数，
Figure BDA0003463980340000123
为排气中氮气比例系数。
以便于获取燃料电池的尾排氢气质量流量，从而根据氢气质量守恒求出进堆氢气质量流量。
请继续参考图4，在其中一个实施例中，所述根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力模拟值，还包括：
步骤S210:根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3；
步骤S211:根据氢气喷射阀3的控制占空比获取所述氢气喷射阀3的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f；
步骤S212:根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆6内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure BDA0003463980340000124
步骤S213:当尾排电磁阀9开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure BDA0003463980340000125
步骤S220:根据理想气体方程获取所述氢气压力模拟值：
Figure BDA0003463980340000131
其中，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀9横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀9处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure BDA0003463980340000132
为氢气气体常数，TIN为进堆冷却液温度值，VCirc为氢气循环体积参数。以便于将进堆氢气质量流量通过理想气体方程求出燃料电池进堆氢气压力的模拟值。
具体地，理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。其方程为pV＝nRT。这个方程有4个变量：p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数。可以看出，此方程的变量很多。因此方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。
请参考图5，在其中一个实施例中，所述根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器5是否故障，包括：
步骤S410:若所述氢气压力实际值与所述氢气压力模拟值的差值大于第三预设阈值，则判定所述进堆氢气传感器故障。
应该理解的是，虽然图2-图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本申请的一个实施例中，提供了一种进堆氢气压力传感器5的故障识别装置，用于燃料电池氢气系统，包括：
处理器，与进堆氢气压力传感器5连接，被配置为：
在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力模拟值；
根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器5的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器5是否故障。
于上述实施例中的进堆氢气压力传感器5的故障识别装置中，通过氢气质量守恒原理建立物理模型计算出燃料电池进堆氢气压力的模型值，然后对进堆氢气压力传感器5实际采集值与模型值进行比较，如果二者差值的绝对值超过设定阈值，则认为燃料电池进堆氢气压力传感器5出现故障情况。
在其中一个实施例中，所述处理器还被配置为：
根据氢气喷射阀3的控制占空比获取所述氢气喷射阀3的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f；
根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆6内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure BDA0003463980340000141
当尾排电磁阀9开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure BDA0003463980340000142
根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3；
根据理想气体方程获取所述氢气压力模拟值：
Figure BDA0003463980340000151
其中，D为所述氢气喷射阀3的控制占空比，f为所述氢气喷射阀3控制占空比的转流量系数，I为所述燃料电池的实际电流，
Figure BDA0003463980340000152
为氢气摩尔质量，n为所述燃料电池的单电池个数，F为法拉第常数，N为分子中原子个数，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀9横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀9处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure BDA0003463980340000153
为氢气气体常数，TIN为进堆冷却液温度值，VCirc为氢气循环体积参数。
具体地，获取进入系统之前的氢气总质量Mf1，进入电堆的氢气质量Mf、电堆反应中实际消耗质量Mf2以及经过电堆反应后最后排出的氢气质量Mf3，通过氢气质量守恒原理求出进入电堆之前的氢气质量Mf。然后根据理想气体方程即可求出燃料电池进堆氢气压力的模拟值。
在其中一个实施例中，所述处理器还被配置为：
若所述氢气压力实际值与所述氢气压力模拟值的差值大于第三预设阈值，则判定所述进堆氢气传感器故障。
关于进堆氢气压力传感器的故障识别装置的具体限定可以参见上文中对于故障识别方法的限定，在此不再赘述。上述进堆氢气压力传感器的故障识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中任一项所述方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random AcceSS Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random AcceSS Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random AcceSS Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种故障识别方法，其特征在于，用于判断进堆氢气压力传感器是否故障，所述方法包括：
在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值；
根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，包括：
若环境温度值小于等于第一预设阈值，及/或进堆冷却液温度值小于等于第二预设阈值，则判定所述燃料电池处于冷启动状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值，包括：
根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Nf3；
其中，Mf1为氢气喷射阀的喷射质量流量，Mf2为所述燃料电池电堆内的实际消耗氢气质量流量，Mf3为燃料电池的尾排氢气质量流量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf，包括：
根据氢气喷射阀的控制占空比获取所述氢气喷射阀的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f；
根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure FDA0003463980330000011
当尾排电磁阀开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure FDA0003463980330000021
其中，D为所述氢气喷射阀的控制占空比，f为所述氢气喷射阀控制占空比的转流量系数，I为所述燃料电池的实际电流，
Figure FDA0003463980330000022
为氢气摩尔质量，n为所述燃料电池的单电池个数，F为法拉第常数，N为分子中原子个数，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure FDA0003463980330000023
为氢气气体常数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值，还包括：
根据理想气体方程获取所述氢气压力模拟值：
Figure FDA0003463980330000024
其中，TIN为进堆冷却液温度值，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure FDA0003463980330000025
为氢气气体常数，VCirc为氢气循环体积参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障，包括：
若所述氢气压力实际值与所述氢气压力模拟值的差值大于第三预设阈值，则判定所述进堆氢气传感器故障。
7.一种进堆氢气压力传感器的故障识别装置，其特征在于，用于燃料电池氢气系统，包括：
处理器，与进堆氢气压力传感器连接，被配置为：
在燃料电池处于冷启动状态期间，根据氢气质量守恒原理按照预设算法计算所述进堆氢气压力传感器的氢气压力模拟值；
根据所述氢气压力模拟值及所述进堆氢气压力传感器的氢气压力实际值判断所述进堆氢气压力传感器是否故障。
8.根据权利要求7所述的进堆氢气压力传感器的故障识别装置，其特征在于，所述处理器还被配置为：
根据氢气喷射阀的控制占空比获取所述氢气喷射阀的喷射质量流量Mf1：
Mf1＝D*f；
根据法拉第公式获取所述燃料电池电堆内的实际消耗氢气质量流量Mf2：
Figure FDA0003463980330000031
当尾排电磁阀开启时，获取所述燃料电池的尾排氢气质量流量Mf3：
Figure FDA0003463980330000032
根据氢气质量守恒原理获取所述燃料电池的进堆氢气质量流量Mf：
Mf＝Mf1-Mf2-Mf3；
根据理想气体方程获取所述氢气压力模拟值：
Figure FDA0003463980330000033
其中，D为所述氢气喷射阀的控制占空比，f为所述氢气喷射阀控制占空比的转流量系数，I为所述燃料电池的实际电流，
Figure FDA0003463980330000034
为氢气摩尔质量，n为所述燃料电池的单电池个数，F为法拉第常数，N为分子中原子个数，φ为亚音速系数，S为所述尾排电磁阀横截面积，Panode为出堆氢气压力，V为尾排电磁阀处排气的体积，Rmix为氮气与氢气混合后气体常数，
Figure FDA0003463980330000041
为氢气气体常数，TIN为进堆冷却液温度值，VCirc为氢气循环体积参数。
9.根据权利要求7所述的进堆氢气压力传感器的故障识别装置，其特征在于，所述处理器还被配置为：
若所述氢气压力实际值与所述氢气压力模拟值的差值大于第三预设阈值，则判定所述进堆氢气传感器故障。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
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