CN115472872A - 空气供给系统、供给控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

空气供给系统、供给控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请的实施例揭示了一种空气供给系统、空气供给控制方法、装置、设备及存储介质。燃料电池堆的空气供给系统包括：中冷装置，用于降低通过的空气温度；增湿装置，位于中冷装置的出口端和燃料电池堆的入口端之间，用于增加通过的空气湿度；第一旁通管，第一旁通管的两端分别连接中冷装置的入口端和出口端，第一旁通管上设置用于控制通过第一旁通管的空气流量的第一旁通阀；其中，通过控制第一旁通阀的开度大小，对增湿装置的入口端的空气温度进行调节。本申请的实施例能够拓宽增湿装置对燃料电池堆中空气湿度进行调整的范围。

Description

空气供给系统、供给控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及虚拟现实技术领域，具体而言，涉及一种空气供给系统、空气供给控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
燃料电池系统是(燃料电池)氢能汽车最重要的部分，燃料电池系统为氢能汽车运行提供动力，燃料电池最核心的部分为燃料电池堆，为保证燃料电池堆的高效运行，需要对使燃料电池堆内具有一定量的水分，使质子交换膜保持较高的导电性，但燃料电池堆水分不宜过大，否则会引起整个燃料电池系统堵水，燃料电池也无法正常工作。同时燃料电池堆的进行量也需要实时控制，例如当燃料电池以低功率运行时，燃料电池堆的进气量不能过大。现有的燃料电池的空气供给系统在对燃料电池的湿度及进气量进行控制时需要额外引入多个控制设备，这样会造成燃料电池系统的臃肿，且现有的燃料电池的空气供给系统对燃料电池的湿度及进气量的控制精度不高。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种空气供给系统、空气供给控制方法、装置、设备及存储介质，能够拓宽增湿装置对燃料电池堆中空气湿度进行调整的范围。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种燃料电池堆的空气供给系统，包括：中冷装置，用于降低通过的空气温度；增湿装置，位于所述中冷装置的出口端和燃料电池堆的入口端之间，用于增加通过的空气湿度；第一旁通管，所述第一旁通管的两端分别连接所述中冷装置的入口端和出口端，所述第一旁通管上设置用于控制通过所述第一旁通管的空气流量的第一旁通阀；其中，通过控制所述第一旁通阀的开度大小，对所述增湿装置的入口端的空气温度进行调节。
在另一示例性实施例中，燃料电池堆的空气供给系统还包括第二旁通管，所述第二旁通管的两端分别连接所述增湿装置的入口端和出口端，所述第二旁通管上设置用于控制通过所述第二旁通管的空气流量的第二旁通阀；其中，通过控制所述第二旁通阀的开度大小，对所述增湿装置的出口端的空气湿度进行调节。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种针对燃料电池堆的空气供给控制方法，用于控制如上所述的燃料电池堆的空气供给系统，包括：获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的所述燃料电池堆入口端的目标空气湿度；基于所述目标空气湿度和所述当前空气湿度确定湿度调节量；基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
在另一示例性实施例中，所述基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度包括：若检测到所述湿度调节量大于零，则减小所述第一旁通阀的开度，若检测到湿度调节量小于或等于零，则增大所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种针对燃料电池堆的空气供给控制方法，用于控制如上所述的燃料电池堆的空气供给系统，包括：获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的所述燃料电池堆入口端的目标空气湿度；基于所述目标空气湿度和所述当前空气湿度确定湿度调节量；基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
在另一示例性实施例中，所述获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度包括：基于所述增湿装置的出口端的空气温度、所述燃料电池堆的出口端的空气温度、进入所述空气供给系统的空气流量以及所述燃料电池堆的出口端的空气压力计算所述当前空气湿度。
在另一示例性实施例中，所述基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度包括：若检测到所述湿度调节量大于零，则减小所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度，若检测到所述湿度调节量小于或等于零，则增大所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种燃料电池堆的空气供给控制装置，用于控制如上所述的燃料电池堆的空气供给系统，包括：获取模块，用于获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的所述燃料电池堆入口端的目标空气湿度；确定模块，用于基于所述目标空气湿度和所述当前空气湿度确定湿度调节量；调整模块，用于基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括处理器及存储器，存储器上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现如上方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前提供的方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实施例中提供的方法。
在本申请的实施例所提供的技术方案中，通过在中冷装置的入口端和出口端之间设置第一旁通管，在第一旁通管上设置第一旁通阀，通过控制第一旁通阀的开度，对流经中冷装置和第一旁通管的空气比例进行控制，进而对进而对增湿装置的入口端的空气温度进行调节，由于燃料电池堆的入口端的空气湿度与增湿装置的入口端的空气温度直接相关，通过对第一旁通阀开度大小的控制，拓宽增湿装置对燃料电池堆中空气湿度进行调整的范围。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。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者来讲，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。在附图中：
图1是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给系统的结构示意图；
图2是本申请的另一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给系统的结构示意图；
图3是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给方法的流程图；
图4是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给方法的流程图；
图5是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给方法的流程图；
图6是本申请一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给控制装置的框图；
图7是本申请一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给控制装置的框图；
图8示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
还需要说明的是：在本申请中提及的“多个”是指两个或者两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
可以理解的是，在本申请的具体实施方式中，涉及到源视频、虚拟场景、内视锥信息、外视锥信息等数据，当本申请以上实施例运用到具体产品或技术中时，需要获得用户许可或者同意，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
现有技术中，燃料电池的电堆对于空气湿度有着很高的要求，空气湿度对电堆反应性能影响很大。水是质子交换膜进行质子传输的必备工具，若增湿不够不利于电化学反应；过增湿会影响电堆排水负荷，造成水淹，也会影响电化学反应。为了能够控制电堆的空气湿度，相关技术中主要采用增湿器，通过出给空气增湿来实现对电堆空气湿度的控制。然而，增湿器的面积是一定的、增湿的效果也有限，该方案对湿度的控制难以满足全工况的要求。
为解决上述问题，本实施例提供一种燃料电池堆的空气供给系统、燃料电池堆的空气供给方法、燃料电池堆的空气供给控制装置、电子设备以及计算机可读存储介质，详细叙述如下。
请参阅图1，图1是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给系统的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给系统100包括中冷装置103、增湿装置105、第一旁通管上的第一旁通阀104。
其中，中冷装置103用于降低通过的空气温度；增湿装置105位于中冷装置103的出口端和燃料电池堆的入口端之间，用于增加通过的空气湿度；第一旁通管的两端分别连接中冷装置103的入口端和出口端，第一旁通管107以及第一旁通管107上设置用于控制通过第一旁通管107的空气流量的第一旁通阀104。
示例性地，燃料电池堆的空气供给系统100还包括空气流量计101和空压机102，空气流量计101用于对进入空气供给系统100的空气流量进行检测。空压机用于对空气进行压缩。
在本实施例中，通过中冷装置103的空气被降低至预设温度，其中，预设温度基于中冷装置103的性能确定，本实施例设置第一旁通管107，使得第一旁通管107与中冷装置103形成并联的管路结构，本实施例可以通过控制第一旁通阀104的开度大小，进而控制通过流经第一旁通管107和流经中冷装置103的空气流量，进而对增湿装置105的入口端的空气温度进行调节。
本申请发明人经过长期研究发现，燃料电池堆中空气的湿度与增湿装置105的入口端的空气温度直接相关，因此，本实施例通过在中冷装置103的入口端和出口端之间设置第一旁通管107，并通过控制第一旁通阀104的开度，对流经中冷装置103和第一旁通管107的空气比例进行控制，进而对进而对增湿装置105的入口端的空气温度进行调节，由于燃料电池堆的入口端的空气湿度与增湿装置105的入口端的空气温度直接相关，通过对第一旁通阀104开度大小的控制，拓宽增湿装置105对燃料电池堆中空气湿度进行调整的范围。
对流经中冷装置103的空气流量进行控制，进而对增湿装置105的入口端的空气温度进行调节，最终实现对燃料电池堆中空气的湿度进行控制。
请参阅图2，图2是本申请的另一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给系统的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给系统100包括中冷装置103、增湿装置105、第一旁通管107、第一旁通管107上的第一旁通阀104，第二旁通管108上的第二旁通阀106。
其中，本实施例在增湿装置105的入口端和出口端之间设置第二旁通管108，第二旁通管108上设置用于控制通过第二旁通管108的空气流量的第二旁通阀106，使得第二旁通管108与增湿装置105形成并联的管路结构，本实施例可以通过控制第二旁通阀106的开度大小，进而控制通过流经第二旁通管108和流经增湿装置105的空气流量。
在本实施例中，在增湿装置105的入口端和出口端之间设置第二旁通管108，通过控制增设于第二旁通管108上的第二旁通阀106的开度大小，进而控制流经第二旁通管108和流经增湿装置105的空气流量，即可调节干燥空气和湿润空气的比例，从而实现进入燃料电池堆的干燥空气和湿润空气的调整。事实上，随着第二旁通阀106的开度的增大，流经增湿装置105的空气流量减少，流经第二旁通管108的空气流量增多，而流经第二旁通管108的空气流量没有经过增湿处理，也即，在进入燃料电池堆的空气供给系统100的空气总量一定的情况下，没有经过增湿处理的空气流量增多，则空气总量的整体湿度相对降低；反之，随着第二旁通阀106的开度的减小，流经增湿装置105的空气流量增多，流经第二旁通管108的空气流量减少，在进入燃料电池堆的空气供给系统100的空气总量一定的情况下，经过增湿处理的空气流量增多，则空气总量的整体湿度相对提高。本实施例可以通过控制第二旁通阀106开度的大小，对燃料电池堆的湿度进行一定范围的控制。
另外，本实施例通过在中冷装置103的入口端和出口端之间设置第一旁通管107，并通过控制第一旁通阀104的开度，对流经中冷装置103的空气流量进行控制，进而对增湿装置105的入口端的空气温度进行调节。事实上，本实施例可以通过配合控制第一旁通阀104和第二旁通阀106的开度大小，能够拓宽增湿装置105的空气湿度调整范围。
请参阅图3，图3是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给方法的流程图，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法用于控制图1所示的实施例提供的燃料电池堆的空气供给系统，如图3所示，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法包括步骤S201-步骤S203，详细描述参考如下：
步骤S201：获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的燃料电池堆入口端的目标空气湿度。
在本实施例中，预先设定燃料电池堆的入口端的目标空气湿度。示例性地，基于燃料电池堆的工况确定目标空气湿度，示例性地，为了提高各工况下对进入燃料电池堆的空气的湿度控制精度，本申请实施例中基于实验方式测定不同工况下燃料电池堆适用的湿度作为对应工况下的目标空气湿度。由此可构建不同工况和相应目标空气湿度的对应关系。该关系如表1所示可实施为表格，当然也可以构建工况－目标空气湿度曲线，通过该曲线可以得到任意工况对应的目标空气湿度。
表1工况－湿度对照表
工况 目标空气湿度值
功率1 湿度1
功率k 湿度k
功率N 湿度N
上表中，k＝1，2，……，N。
需要说明的是，本实施例还提供燃料电池堆的湿度自动诊断策略。例如，当检测到燃料电池最低单节电压比平均单节电压低于预设阈值(例如，0.1V)以上，且堆入湿度检测较高时，说明燃料电池系统过湿，控制降低对应工况下的目标空气湿度，可根据修正实验得到的数据来降低目标空气湿度；当检测到燃料电池的均一性较差，单体电压的均方差大于预设阈值(例如，5V)时，可诊断电堆湿度过干，此时控制提高目标空气湿度，可通过修正实验确定修正后的目标空气湿度，使得使用的目标空气湿度更符合燃料电池的特性。
在本实施例中，获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，本实施例并不限制获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度的方法，例如利用湿度传感器采集当前空气湿度。
示例性地，通过算法确定燃料电池堆入口端的当前空气湿度，实现降低使用湿度传感器带来的成本和故障率，例如，基于增湿装置的出口端的空气温度、燃料电池堆的出口端的空气温度、进入空气供给系统的空气流量以及燃料电池堆的出口端的空气压力计算所述当前空气湿度，如下所示，基于以下公式组计算所述当前空气湿度。
Figure BDA0003843873640000081
其中，
Figure BDA0003843873640000082
表示燃料电池堆的饱和蒸汽压力，TOUT表示燃料电池堆的出口端的空气压力，RH表示燃料电池堆的出口理论湿度，
Figure BDA0003843873640000083
表示水的组分摩尔流量，单位为mol/s，
Figure BDA0003843873640000084
为氮气的组分摩尔流量，单位为mol/s，
Figure BDA0003843873640000085
为氧气的组分摩尔流量，单位为mol/s，POUT表示燃料电池堆的出口端的空气压力，RHOUT为表示燃料电池堆的出口端的相对空气湿度，Tdpout表示燃料电池堆的出口端的露点，Tdpint表示燃料电池堆的入口短的露点，ΔTdp为露点差，R1、R2、R3为常数，其中，R1＝0.00000000006651，R2＝0.000000712694，R3＝0.003831813，R4＝0.248404993，Qint为进入空气供给系统的空气流量，a、b、c、d是常数，其中，a＝6.11，b＝16.77，c＝257.14，d＝234.5。
示例性地，基于增湿装置的出口端的空气温度、燃料电池堆的出口端的空气温度、进入空气供给系统的空气流量以及燃料电池堆的出口端的空气压力计算当前空气湿度。
Figure BDA0003843873640000091
其中，g和f为常数，g＝17.27，f＝237.7，Td表示露点温度，本实施例将测量得到的燃料电池堆空气的入口端的空气温度作为露点温度，T表示冷却液入堆温度。
本实施例可以通过上述两种算法中的任意一种计算燃料电池堆入口端的当前空气湿度，示例性地，结合上述两中算法获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度。具体地，分别基于上述两种算法计算得到RH1和RH2，将RH1和RH2的平均值作为当前空气湿度，通过这种方式，能够提高获取的当前空气湿度的准确性。
步骤S202：基于目标空气湿度和当前空气湿度确定湿度调节量。
在本实施例中，计算目标空气湿度和当前空气湿度的差值，将该差值的绝对值作为湿度调节量。
步骤S203：基于湿度调节量调整第一旁通阀的开度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度。
在本实施例中，若燃料电池堆的空气供给系统没有为增湿装置增设第二旁通管和第二旁通阀，在本实施例需要利用第一旁通管路和第一旁通阀对进入燃料电池堆的空气的湿度进行调节，也即，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法适用于图1所示的空气供给系统。
本申请发明人经过长期研究发现以下规律：在其他参数保持不变的情况下，增湿装置的入口端的空气温度越高，增湿装置的出口端的空气湿度越大，反之，增湿装置的入口端的空气温度越低，增湿装置的出口端的空气湿度越小。因此，本实施例可以通过控制第一旁通阀的开度大小，调整进入中冷装置和第一旁通管的空气比例，进而调整被中冷装置降低温度的空气的量，实现增湿装置的入口端的空气温度的可控性，进而对增湿装置的出口端的空气湿度，由于增湿装置的出口端的空气湿度与进入燃料电池堆的空气的湿度相同，因此，实现通过控制第二旁通阀的开度，控制进入燃料电池堆的空气的湿度。
在本实施例中，若检测到湿度调节量大于零，说明需要提高进入燃料电池堆的空气的湿度，则减小第一旁通阀的开度，反之，若检测到湿度调节量小于或等于零，说明需要减小进入燃料电池堆的空气的湿度，则增大第一旁通阀的开度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度。
示例性地，通过闭环控制如PID(Proportion Integra lDifferential，比例积分微分)控制方式实现对燃料电池堆入口端的空气湿度的调整。
请参阅图4，图4是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给方法的流程图，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法用于控制图2所示的实施例提供的燃料电池堆的空气供给系统，如图4所示，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法包括步骤S301-步骤S303，详细描述参考如下：
步骤S301：获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的燃料电池堆入口端的目标空气湿度；
步骤S302：基于目标空气湿度和当前空气湿度确定湿度调节量。
在本实施例中，步骤S301和步骤S302分别与步骤S201和步骤S202的实施方式相同，在此不做过多叙述。
步骤S303：基于湿度调节量调整第一旁通阀和第二旁通阀的开度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度。
在本实施例中，若检测到湿度调节量大于零，则减小第一旁通阀和第二旁通阀的开度，若检测到湿度调节量小于或等于零，则增大第一旁通阀和第二旁通阀的开度。
示例性地，若检测到湿度调节量大于零，则将第二旁通阀的开度减小至0，检测第二旁通阀的开度为0的情况下燃料电池堆入口端的空气湿度，若检测到第二旁通阀的开度为0的情况下燃料电池堆入口端的空气湿度大于或等于目标空气湿度，则逐渐增大第二旁通阀的开度，直至燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度；
若检测第二旁通阀的开度为0的情况下燃料电池堆入口端的空气湿度小于目标空气湿度，则减小第一旁通阀的开度，进而减小增湿装置入口端的空气温度，进而使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度；
若检测到湿度调节量小于或等于零，则将第二旁通阀的开度增大至最大开度；若检测到第二旁通阀的开度为最大的情况下燃料电池堆入口端的空气湿度大于或等于目标空气湿度，则逐渐减小第二旁通阀的开度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度；若检测检测到第二旁通阀的开度为最大的情况下燃料电池堆入口端的空气湿度大于目标空气湿度，增大第一旁通阀的开度，进而增大增湿装置入口端的空气温度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度。
参阅图5，图5是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给方法的流程图，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法用于控制图2所示的实施例提供的燃料电池堆的空气供给系统，如图5所示，本实施例提供的燃料电池堆的空气供给方法包括步骤S401-步骤S1013，详细描述参考如下：
步骤S401：分别根据算法1和算法2计算燃料电池堆的入口端的当前空气湿度，得到第一当前空气湿度和第二当前空气湿度。
在本实施例中，算法1为：
Figure BDA0003843873640000111
Figure BDA0003843873640000112
RHOUT＝ln(RH/100)+b*TOUT/(C+TOUT)
Tdpout＝c*RHOUT/(b-RHOUT)
Figure BDA0003843873640000113
Tdpint＝Tdpout-ΔTdp
Figure BDA0003843873640000114
其中，
Figure BDA0003843873640000115
表示燃料电池堆的饱和蒸汽压力，TOUT表示燃料电池堆的出口端的空气压力，RH表示燃料电池堆的出口理论湿度，
Figure BDA0003843873640000116
表示水的组分摩尔流量，单位为mol/s，
Figure BDA0003843873640000117
为氮气的组分摩尔流量，单位为mol/s，
Figure BDA0003843873640000118
为氧气的组分摩尔流量，单位为mol/s，POUT表示燃料电池堆的出口端的空气压力，RHOUT为表示燃料电池堆的出口端的相对空气湿度，Tdpout表示燃料电池堆的出口端的露点，Tdpint表示燃料电池堆的入口短的露点，ΔTdp为露点差，R1、R2、R3为常数，其中，R1＝0.00000000006651，R2＝0.000000712694，R3＝0.003831813，R4＝0.248404993，Qint为进入空气供给系统的空气流量，a、b、c、d是常数，其中，a＝6.11，b＝16.77，c＝257.14，d＝234.5。
算法2为：
Figure BDA0003843873640000121
其中，g和f为常数，g＝17.27，f＝237.7，Td表示露点温度，本实施例将测量得到的燃料电池堆空气的入口端的空气温度作为露点温度，T表示冷却液入堆温度。
步骤S402：判断第一当前空气湿度和第二当前空气湿度之差的绝对值是否大于预设阈值，若判断为是，跳转至步骤S403，若判断为否，跳转至步骤S405。
步骤S403：计算第一当前空气湿度对应的标准偏差和第二当前空气湿度对应的标准偏差。
在本实施例中，采集5组数据利用算法1分别计算5个对应的燃料电池堆的入口端的当前空气湿度，将得到的5个当前空气湿度的平均湿度作为第一当前空气湿度，其中，每组数据包括增湿装置的出口端的空气温度、燃料电池堆的出口端的空气温度、进入空气供给系统的空气流量以及燃料电池堆的出口端的空气压力。
在本实施例中，计算利用算法1计算得到的5个对应的燃料电池堆的入口端的当前空气湿度的标准偏差作为第一当前空气湿度对应的标准偏差，若得到的标准偏差越大，说明第一当前空气湿度越不稳定。
在本实施例中，采集5组数据利用算法2分别计算5个对应的燃料电池堆的入口端的当前空气湿度，将得到的5个当前空气湿度的平均湿度作为第二当前空气湿度，其中，每组数据包括燃料电池堆空气的入口端的空气温度和冷却液入堆温度。
在本实施例中，计算利用算法2计算得到的5个对应的燃料电池堆的入口端的当前空气湿度的标准偏差作为第二当前空气湿度对应的标准偏差，若得到的标准偏差越大，说明第二当前空气湿度越不稳定。
步骤S404：将标准偏差较小的当前空气湿度作为燃料电池堆的入口端的当前空气湿度。
步骤S405：将第一当前空气湿度和第二当前空气湿度的平均湿度作为燃料电池堆的入口端的当前空气湿度。
步骤S406：判断燃料电池堆的工况，若工况为开机状态或关机状态，则跳转至步骤S407，若工况为运行状态，跳转至步骤S408。
步骤S407：将第一旁通阀和第二旁通阀的开度设置为全开状态。
在本实施例中，在燃料电池堆处于开机过程中时，设定第一旁通阀和第二旁通阀的开度设置为全开状态，减小燃料电池堆的入口端的空气湿度，避免开机时因湿度较大造成部分区域单片过低导致启动失败故障的问题。
在燃料电池堆处于关机过程中时，同样设定第一旁通阀和第二旁通阀的开度设置为常开状态，减小燃料电池堆处的入口端的空气湿度，加快停机吹扫燃料电池堆内部水分排出，缩短停机吹扫时间。
步骤S408：判断单独控制第二旁通阀的开度是否能够使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度，若判断为是，则跳转至步骤S409，若判断为否，跳转至步骤S4010。
步骤S409：根据目标空气湿度和当前空气湿度计算湿度调节量。
步骤S4010：控制第二旁通阀全关，计算增湿装置需要调整的湿度调节量。
步骤S4011：基于湿度调节量调整第一旁通阀的开度。
步骤S4012：基于湿度调节量调整第二旁通阀的开度。
步骤S4013：检测燃料电池堆的入口端的空气湿度达到目标空气湿度，
在本实施例中，检测燃料电池堆的入口端的空气湿度是否达到目标空气湿度，若判断为否，则跳转至步骤S401。
参与图6，图6是本申请一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给控制装置的框图，如图6所示，燃料电池堆的空气供给控制装置500包括第一获取模块501、第一确定模块502、第一调整模块503。
其中，燃料电池堆的空气供给控制装置500用于控制图1所示的燃料电池堆的空气供给系统，获取模块501用于获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的燃料电池堆入口端的目标空气湿度；确定模块502用于基于目标空气湿度和当前空气湿度确定湿度调节量；调整模块503用于基于湿度调节量调整第一旁通阀的开度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度。
参与图7，图7是本申请一示例性实施例示出的燃料电池堆的空气供给控制装置的框图，如图7所示，燃料电池堆的空气供给控制装置600包括第二获取模块601、第二确定模块602、第二调整模块603。
其中，燃料电池堆的空气供给控制装置600用于控制图2所示的燃料电池堆的空气供给系统，第二获取模块601用于获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的燃料电池堆入口端的目标空气湿度；第二确定模块602用于基于目标空气湿度和当前空气湿度确定湿度调节量；第二调整模块，用于基于湿度调节量调整第一旁通阀和第二旁通阀的开度，使得燃料电池堆入口端的空气湿度达到目标空气湿度。
需要说明的是，上述实施例所提供的装置与上述实施例所提供的方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
在另一示例性实施例中，本申请提供一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，存储器上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时实现如前的针对燃料电池堆的空气供给控制方法。在本实施例中，电子设备包括但不限于手机、电脑、智能语音交互设备、智能家电、车载终端等。
图8示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
需要说明的是，图8示出的电子设备的计算机系统1000仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，计算机系统1000包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1002中的程序或者从存储部分1008加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中的信息推荐方法。在RAM 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1001、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1005也连接至总线1004。
以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。
特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1001执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
可以理解的是,在本申请的具体实施方式中,涉及到用户信息***等相关的数据，当本申请以上实施例运用到具体产品或技术中时，需要获得用户许可或者同意，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时实现如前实施例中任一项的针对燃料电池堆的空气供给控制方法。
本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的针对燃料电池堆的空气供给控制方法。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
上述内容，仅为本申请的较佳示例性实施例，并非用于限制本申请的实施方案，本领域普通技术人员根据本申请的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本申请的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃料电池堆的空气供给系统，其特征在于，包括：
中冷装置，用于降低通过的空气温度；
增湿装置，位于所述中冷装置的出口端和燃料电池堆的入口端之间，用于增加通过的空气湿度；
第一旁通管，所述第一旁通管的两端分别连接所述中冷装置的入口端和出口端，所述第一旁通管上设置用于控制通过所述第一旁通管的空气流量的第一旁通阀；
其中，通过控制所述第一旁通阀的开度大小，对所述增湿装置的入口端的空气温度进行调节。
2.根据权利要求1所述的空气供给系统，其特征在于，包括：
第二旁通管，所述第二旁通管的两端分别连接所述增湿装置的入口端和出口端，所述第二旁通管上设置用于控制通过所述第二旁通管的空气流量的第二旁通阀；
其中，通过控制所述第二旁通阀的开度大小，对所述增湿装置的出口端的空气湿度进行调节。
3.一种针对燃料电池堆的空气供给控制方法，用于控制如权利要求1所述的燃料电池堆的空气供给系统，其特征在于，包括：
获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的所述燃料电池堆入口端的目标空气湿度；
基于所述目标空气湿度和所述当前空气湿度确定湿度调节量；
基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度包括：
若检测到所述湿度调节量大于零，则减小所述第一旁通阀的开度，若检测到湿度调节量小于或等于零，则增大所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
5.一种燃料电池堆的空气供给方法，用于控制如权利要求2所述的燃料电池堆的空气供给系统，其特征在于，包括：
获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的所述燃料电池堆入口端的目标空气湿度；
基于所述目标空气湿度和所述当前空气湿度确定湿度调节量；
基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度包括：
基于所述增湿装置的出口端的空气温度、所述燃料电池堆的出口端的空气温度、进入所述空气供给系统的空气流量以及所述燃料电池堆的出口端的空气压力计算所述当前空气湿度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度包括：
若检测到所述湿度调节量大于零，则减小所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度，若检测到所述湿度调节量小于或等于零，则增大所述第一旁通阀和所述第二旁通阀的开度。
8.一种燃料电池堆的空气供给控制装置，用于控制如权利要求1所述的燃料电池堆的空气供给系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取燃料电池堆入口端的当前空气湿度，以及获取预设的所述燃料电池堆入口端的目标空气湿度；
确定模块，用于基于所述目标空气湿度和所述当前空气湿度确定湿度调节量；
调整模块，用于基于所述湿度调节量调整所述第一旁通阀的开度，使得所述燃料电池堆入口端的空气湿度达到所述目标空气湿度。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，存储有计算机可读指令；
处理器，读取存储器存储的计算机可读指令，以执行权利要求3－7中的任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求3－7中的任一项所述的方法。
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