CN115832363A - 燃料电池电堆测试控制方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种燃料电池电堆测试控制方法、装置和电子设备，包括：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。本方案中，基于燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择与该当前所处的测试阶段对应的控制策略，基于选择的控制策略控制该燃料电池电堆的气体满足该测试阶段对应的约定条件，针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试，保证了测试的准确度。

Description

燃料电池电堆测试控制方法、装置和电子设备

技术领域

本申请涉及燃料电池领域，更具体的说，是涉及一种燃料电池电堆测试控制方法、装置和电子设备。

背景技术

燃料电池电堆以氢气为燃料，将氢气中的化学能通过燃料电池发电装置转变为电能。氢燃料被燃料电池电堆利用后仅排出水，是一种绿色环保、能量转换率高且无噪声的新技术，被认为是最有希望替代传统汽油、柴油、天然气等汽车的新型能源。在燃料电池电堆开发过程中，通常会以电堆作为被测物通过燃料电池电堆设备及控制策略来供给氢气和空气，模拟电堆在燃料池系统中的工作状态。

常规的电堆测试设备和控制方法都是针对稳态工况条件下的电堆需求而设计，其气体控制方案的首要目的是尽量保证氢、空两侧进气的流量、压力、温度、湿度等参数在稳态条件下的稳定性与准确性。随着燃料电池技术的发展以及产品化的推进，燃料电池研发过程中对实际动态工况的模拟测试需求愈发突出。

如何准确测得燃料电池电堆在不同工作状态下的输出特性，已经成为当前电堆测试设备与测试方法发展的瓶颈之一。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种燃料电池电堆测试控制方法，如下：

一种燃料电池电堆测试控制方法，包括：

确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；

基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；

基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。

可选的，上述的方法，所述基于所述燃料电池电堆测试的测试阶段，选择目标控制策略，包括：

基于所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，选择升载控制策略，所述升载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的进气量依据升载约定条件升载；

基于所述燃料电池电堆测试处于稳态运行阶段，选择稳态控制策略，所述稳态运行控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压满足稳定条件；

基于所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，选择减载控制策略，所述减载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压依据减载约定条件减载。

可选的，上述的方法，若所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，所述基于所述目标压力控制策略控制所述燃料电池电堆的压力满足所述测试阶段对应的约定条件，包括：

基于所述升载阶段对应的第一电流值，确定所述燃料电池电堆的第一目标进气量；

基于所述第一目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过后续处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

基于约定周期获得所述燃料电池电堆的入口压力，入口压力是与输入所述燃料电池电堆的气体流量对应；

若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，以使得进入所述燃料电池电堆的气体达到第一目标进气量，所述第一目标压力与第一目标进气量对应。

可选的，上述的方法，所述若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，包括：

若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，基于所述入口压力与所述第一目标压力确定第一压力差值；

基于所述第一压力差值确定气体缺口量；

基于所述气体缺口量控制第二进气阀的开度至第一目标开度，所述第一目标开度与所述气体缺口量匹配。

可选的，上述的方法，控制第二进气阀开启之后，还包括：

若所述燃料电池电堆的入口压力与所述第一目标压力一致，控制关闭所述第二进气阀。

可选的，上述的方法，若所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，所述基于所述目标压力控制策略控制所述燃料电池电堆的压力满足所述测试阶段对应的约定条件，包括：

基于所述减载阶段对应的第二电流值，确定所述燃料电池电堆的第二目标进气量；

基于所述第二目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

基于约定周期获得所述燃料电池电堆的运行压力；

若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，以使得所述燃料电池电堆的压力降低至所述第二目标压力，所述第二目标压力是所述燃料电池电堆反应所需压力。

可选的，上述的方法，所述若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，包括：

若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，基于所述运行压力与所述第二目标压力确定第二压力差值；

基于所述第二压力差值确定待放气体量；

基于所述待放气体量控制所述放气阀的开度至第二目标开度，所述第二目标开度与所述待放气体量匹配。

可选的，上述的方法，控制放气阀的开度至第二目标开度后，还包括：

若所述燃料电池电堆的运行压力与所述第二目标压力一致，控制关闭所述放气阀。

一种燃料电池电堆测试控制装置，包括：

确定模块，用于确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；

选择模块，用于基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；

控制模块，用于基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。

一种电子设备，包括：存储器、处理器；

其中，存储器存储有处理程序；

所述处理器用于加载并执行所述存储器存储的所述处理程序，以实现如上述任一项所述的燃料电池电堆测试控制方法的各步骤。

经由上述的技术方案可知，本申请提供了一种燃料电池电堆测试控制方法，包括：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。本方案中，基于燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择与该当前所处的测试阶段对应的控制策略，基于选择的控制策略控制该燃料电池电堆的气体满足该测试阶段对应的约定条件，针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试，保证了测试的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例1的流程图；

图2是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例2的流程图；

图3是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例3的流程图；

图4是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例3中测试燃料电池电堆在升载阶段中涉及的结构示意图；

图5是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例4的流程图；

图6是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例5的流程图；

图7是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例5中测试燃料电池电堆在减载阶段中涉及的结构示意图；

图8是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例6的流程图；

图9是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制装置实施例的结构示意图；

图10是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法应用的系统示意图；

图11是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法在燃料电池电堆处于升载阶段的运行示意图；

图12是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法在燃料电池电堆处于减载运行阶段的运行示意图；

图13是本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法在燃料电池电堆处于稳态运行阶段的运行示意图。

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。

如图1所示的，为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例1的流程图，该方法应用于一控制燃料电池电堆测试过程的电子设备，该方法包括以下步骤：

步骤S101：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段；

其中，在燃料电池电堆测试过程中，分别三个测试阶段，分别是升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段。

具体的，可以记录燃料电池电堆测试的进程时间，基于每个测试阶段的约定时长以及所述进程时间，确定当前所处的测试阶段；或者，可以记录燃料电池电堆测试生成电量值，并基于一段时间生成的电量值确定生成电量值的趋势，基于每个测试阶段对应的约定电量生成情况以及该生成电量值的趋势，确定当前所处的测试阶段；或者，在对于燃料电池电堆测试过程中，针对不同的阶段标注不同的标识，获得该标识即可确定当前所处的测试阶段。

当然，确定燃料电池电堆测试所处的测试阶段，还可以以其他方式进行确定，本申请中不对于确定的具体方式做限制。

步骤S102：基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略；

其中，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同。

其中，针对不同的测试阶段，设定不同的控制策略。

其中，在确定了燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，在设置的多个控制策略中选择与当前所处的测试阶段对应的目标控制策略。

其中，燃料电池电堆测试过程中，向燃料电池电堆供给气体，该气体是燃料电池电堆进行反应所需的气体，如空气等。

其中，该控制策略具体是对输入燃料电池电堆的气体的控制，以保证该燃料电池电堆的气体满足约定气体条件。

具体的，在升载阶段，向燃料电池电堆供给气体，以保证该燃料电池电堆的进气量动态升高到约定的进气量。

其中，在稳态运行阶段，继续向燃料电池供给气体，保证该燃料电池电堆的气压稳定在一约定的压力值。

其中，在减载阶段，向燃料电池电堆供给相对少量的气体，以保证该燃料电池电堆的气压动态降低到约定的压力值，该压力值与稳态运行阶段的压力值可能不同，根据实际情况确定该压力值。

步骤S103：基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。

其中，基于不同测试阶段对应的目标控制策略控制该燃料电池电堆的气压满足该测试阶段对应的约定条件。

其中，由于不同测试阶段对应气体的约定条件不同，基于对应的控制策略控制燃料电池电堆的气体调整，保证了针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试。

需要说明的是，本方案中，燃料电池电堆的气压具体是该燃料电池电堆中气体容腔的压力，后续实施例中简称为燃料电池电堆的气压/气压。

综上，本实施例提供的一种燃料电池电堆测试控制方法，包括：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气压满足所述测试阶段对应的约定条件。本方案中，基于燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择与该当前所处的测试阶段对应的控制策略，基于选择的控制策略控制该燃料电池电堆的气体满足该测试阶段对应的约定条件，针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试，保证了测试的准确度。

如图2所示的，为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例2的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S201：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段；

其中，步骤S201与实施例1中的步骤S101一致，本实施例中不做赘述。

步骤S202：基于所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，选择升载控制策略，所述升载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压依据升载约定条件升载；

其中，若该燃料电池电堆测试处于升载阶段，在升载阶段，需要控制该燃料电池电堆的气压逐步升高至一约定气压值。

具体的，选择升载控制策略，该升载控制策略用于控制该燃料电池电堆的气压在升载约定条件下逐步升高。

需要说明的是，后续实施例中会针对该升载控制策略控制燃料电池电堆的气压过程做详细说明，本实施例中不做详述。

步骤S203：基于所述燃料电池电堆测试处于稳态运行阶段，选择稳态控制策略，所述稳态运行控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压满足稳定条件；

其中，若该燃料电池电堆测试处于稳态运行阶段，需要控制该燃料电池电堆中气体容腔的气压稳定在一约定气压值。

其中，该稳态控制策略，用于基于该稳态运行阶段中的目标压力，控制进气量稳定，以维持该燃料电池电堆中的气压稳定在该目标压力附近。

具体的，可以通过控制进气量的第一进气阀和背压阀协同控制该燃料电池电堆的气压稳定在目标压力附近。

步骤S204：基于所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，选择减载控制策略，所述减载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压依据减载约定条件减载；

其中，若该燃料电池电堆测试处于减载阶段，在减载阶段，需要控制该燃料电池电堆的气压逐步降低至一约定气压值。

具体的，选择减载控制策略，该减载控制策略用于控制该燃料电池电堆的气压在减载约定条件下逐步降低。

需要说明的是，后续实施例中会针对该减载控制策略控制燃料电池电堆的气压过程做详细说明，本实施例中不做详述。

步骤S205：基于所述目标压力控制策略控制所述燃料电池电堆的气压满足所述测试阶段对应的约定条件。

其中，步骤S205与实施例1中的步骤S103一致，本实施例中不做赘述。

综上，本实施例提供的一种燃料电池电堆测试控制方法中，包括：针对不同的测试阶段，选相应的控制策略，以控制燃料电池电堆的气压满足该测试阶段约定的条件，实现针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试，保证了测试的准确度。

如图3所示的，为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例3的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S301：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段；

步骤S302：基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标压力控制策略；

其中，步骤S301-302与实施例1中的步骤S101-102一致，本实施例中不做赘述。

步骤S303：基于所述升载阶段对应的第一电流值，确定所述燃料电池电堆的第一目标进气量；

若所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，基于升载阶段对应的电流值，确定该燃料电池电堆的进气流量。

需要说明的是，该升载阶段，燃料电池电堆的电流值是随时间变化，具体表现在基于运行工况进行设定的若干个时间和电流值的对应关系。

一般的，每间隔0.1秒至0.2秒，调整一次电流值，相应的，该升载阶段对应的第一电流值是一系列数值，并非是一个固定的数值。

具体实施中，是基于该下一个时间段设定的电流值进行调整燃料电池电堆的目标进气量。

具体实施中，由于燃料电池电堆进行反应过程需要过量的气体，因此，还针对不同的测试阶段设置有气体过量系数。

具体的，基于该第一电流值以及气体过量系数，计算得到该第一目标进气量。

需要说明的是，该第一目标进气量是需要进入燃料电池电堆的气体的量。

步骤S304：基于所述第一目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过后续处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

其中，基于该确定的第一目标进气量，控制该第一进气阀提供相应量的气体，以使得通过该第一进气阀供给的气体通过后续设置的处理设备进行处理，并且，将处理后的气体进入燃料电池电堆。

具体实施中，该后续的处理设备用于对于该第一进气阀供给的气体进行增湿和加热处理。

由于进行增湿和加热处理的设备的腔体较大，因此会导致燃料电池电堆的气体供给响应较慢。

步骤S305：基于约定周期获得所述燃料电池电堆的入口压力；

其中，入口压力是与输入所述燃料电池电堆的气体流量对应。

其中，按照周期获得该燃料电池电堆的入口压力，具体可以通过燃料电池电堆的入口设置压力传感器的方式，检测输入燃料电池电堆的气体量。

需要说明的是，该燃料电池电堆的入口压力与输入其的气体流量正相关，气体流量越大，入口压力越大。

因此，通过检测燃料电池电堆的入口压力的方式，可以确定该燃料电池电堆实际输入的气体流量。

具体的，由于处理设备对于第一进气阀供给的气体仅是进行增湿和加热处理，因此，在升载阶段的初期，该处理设备中会滞留部分气体，由处理设备输入燃料电池电堆的气体量会从少到多逐渐增多，随着该处理设备的腔体内的气体逐渐增多，该处理设备输出的气体量也逐渐增多，直至该处理设备的腔体内的气体充满，第一进气阀供给的气体才能够通过该处理设备全部输入燃料电池电堆。

所以，在升载阶段中，有一段时间，燃料电池电堆的输入气体会较少，即其入口压力较小。

步骤S306：若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，以使得进入所述燃料电池电堆的气体达到第一目标进气量，所述第一目标压力是与第一目标进气量对应压力。

其中，所述第一目标压力是与第一目标进气量对应压力。

其中，基于燃料电池电堆的第一目标进气量确定其对应的第一目标压力。

本实施例中基于燃料电池电堆入口的压力值确定燃料电池电堆的实际输入气体流量，以及调整实际输入气体流量。

具体的，在确定了燃料电池电堆入口压力后，若其小于第一目标压力，则表征输入燃料电池电堆的气体量不足，若燃料电池电堆在测试过程中出现欠气现象，并最终可能导致被测燃料电池电堆的性能以及一致性等特性均不能反应真实情况，因此对于输入的气体量进行补充。

因此，在基于约定周期获得的了压力后，将其与第一目标压力进行比对，若其小于该第一目标压力，控制该第二进气阀输入气体进行补充，实现快速响应给燃料电池电堆进行气体补给。

具体的，该步骤S305包括：

步骤S3051：若所述入口压力小于第一目标压力，基于所述入口压力与所述第一目标压力确定第一压力差值；

其中，基于该入口压力小于第一目标压力，表征由处理设备输入燃料电池电堆的气体量不足，需要对于输入的气体量进行补充，基于二者之差确定第一压力差值。

步骤S3052：基于所述第一压力差值确定气体缺口量；

具体的，基于该处理设备与燃料电池电堆之间管道的尺寸结合该第一压力差值，可以计算得到气体缺口量。

步骤S3053：基于所述气体缺口量控制第二进气阀的开度至第一目标开度，所述第一目标开度与所述气体缺口量匹配。

其中，在确定了气体缺口量后，基于该第二进气阀的开度与气体流量的关系，确定该第二进气阀的开度值(第一目标开度)，控制该第二进气阀的开度调整至第一目标开度。

需要说明的是，随着该处理设备的腔体内的气体逐渐增多，该处理设备输出的气体量也逐渐增多，该气体缺口量在逐渐减小，则确定的第二进气阀的开度也会逐渐减小。

如图4所示的是测试燃料电池电堆在升载阶段中涉及的结构示意图，包括：第一进气阀401、处理设备402、压力传感器403、第二进气阀404和燃料电池电堆405。其中，在确定了燃料电池电堆所需的气体量后，第一进气阀基于该所需气体量提供气体，该气体经过处理设备的处理后，输入燃料电池电堆，由于处理设备的腔体较大，导致该处理设备的腔体中滞留部分气体，导致输入燃料电池电堆的气体量缺少，压力传感器检测输入燃料电池电堆的气体压力，实现确定输入燃料电池电堆的气体量，基于压力传感器检测得知该燃料电池电池电堆输入气体量少，控制第二进气阀对于缺少的气体量进行补充，实现快速响应给燃料电池电堆进行气体补给。

具体实施中，该第一进气阀可以采用流量控制器，该流量控制器基于该第一目标进气量的数值设定供气量，该流量控制器为燃料电池电堆提供稳定的气体流量。

需要说明的是，为了避免燃料电池电堆升载过程因为快速加载导致的气体欠气，提高被测燃料电池电堆性能并改善燃料电池电堆一致性，一般需要缩短升载过程中的气体响应时间(即降低升载阶段的占用时间)，所以，该升载控制策略还能够在保证常规气体供给的同时通过第二进气阀的快速响应迅速将升载过程被测电堆欠气的部分气体供应给予补给。

综上，本实施例提供的一种燃料电池电堆测试控制方法中，包括：基于升载阶段对应的电流值，确定燃料电池电堆所需的第一目标进气量，控制第一进气阀体提供该第一目标进气量，该第一进气阀提供的气体通过处理设备的处理进入燃料电池电堆；由于处理设备对于第一进气阀提供气体的滞留导致实际输入燃料电池电堆的气体量少，基于燃料电池电堆的入口压力小于第一目标进气量对应的第一目标压力，控制第二进气阀开启，为燃料电池电堆补充气体，保证实际输入该燃料电池电堆的气体量达到第一目标进气量，缩短了升载过程中的气体响应时间，维持了该燃料电池电堆在升载阶段的用气需求，防止出现欠气的情况。

如图5所示的，为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例4的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S501：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段；

步骤S502：基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标压力控制策略；

步骤S503：基于所述升载阶段对应的第一电流值，确定所述燃料电池电堆的第一目标进气量；

步骤S504：基于所述第一目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

步骤S505：基于约定周期获得所述燃料电池电堆的入口压力；

步骤S506：若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，以使得进入所述燃料电池电堆的气体达到第一目标进气量；

其中，步骤S501-505与实施例3中的步骤S301-305一致，本实施例中不做赘述。

步骤S507：若所述燃料电池电堆的入口压力与所述第一目标压力一致，控制关闭所述第二进气阀。

其中，随着处理设备的腔体内的气体逐渐增多，该处理设备输出的气体量也逐渐增多，直至该处理设备的腔体内的气体充满，第一进气阀供给的气体才能够通过该处理设备全部输入燃料电池电堆。

其中，该处理设备将第一进气阀供给的气体全部输出给燃料电池电堆，此时，该燃料电池电堆的入口压力与第一目标压力一致，表征输入燃料电池电堆的气体量足够，不需要第二进气阀进行补气。

此时，控制关闭该第二进气阀，只需要第一进气阀为燃料电池电堆进行供给气体即可。

综上，本实施例提供的一种燃料电池电堆测试控制方法中，包括：若燃料电池电堆的入口压力与第一目标压力一致，表征输入燃料电池电堆的气体量足够，不需要进行补气，则控制关闭第二进气阀，实现了对于输入燃料电池电堆的气体进行准确控制。

如图6所示的，为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例5的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S601：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段；

步骤S602：基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标压力控制策略；

其中，步骤S601-602与实施例1中的步骤S101-102一致，本实施例中不做赘述。

步骤S603：基于所述减载阶段对应的第二电流值，确定所述燃料电池电堆的第二目标进气量；

若所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，基于减载阶段对应的电流值，确定该燃料电池电堆的进气流量。

需要说明的是，该减载阶段，燃料电池电堆的电流值是随时间变化，具体表现在基于运行工况进行设定的若干个时间和电流值的对应关系。

一般的，每间隔0.1秒至0.2秒，调整一次电流值，相应的，该减载阶段对应的第二电流值是一系列数值，并非是一个固定的数值。

具体实施中，是基于该下一个时间段设定的电流值进行调整燃料电池电堆的目标进气量。

具体实施中，由于燃料电池电堆进行反应过程需要过量的气体，因此，还针对不同的测试阶段设置有气体过量系数。

具体的，基于该第二电流值以及气体过量系数，计算得到该第二目标进气量。

需要说明的是，该第二目标进气量是需要进入燃料电池电堆的气体的量。

步骤S604：基于所述第二目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

其中，基于该确定的第二目标进气量，控制该第二进气阀提供相应量的气体，以使得通过该第一进气阀供给的气体通过后续设置的处理设备进行处理，并且，将处理后的气体进入燃料电池电堆。

具体实施中，该后续的处理设备用于对于该第一进气阀供给的气体进行增湿和加热处理。

其中，在减载阶段，该第二目标进气量相对于稳态运行阶段进气量小，被测的燃料电池电堆反应消耗气体而且减小燃料电池电堆的进气量，以实现该燃料电池电堆减载运行。

但是，由于该处理气体的处理设备的腔体较大，该处理设备中会滞留部分气体，虽然第一进气阀供给的气体量已经减小，但是，该处理设备中滞留的气体仍在持续的供给给燃料电池电堆，而该燃料电堆电流已减载并降低了气体消耗，所以，在测试过程燃料电池电堆电堆不可避免会出现气体压力超压问题。

步骤S605：基于约定周期获得所述燃料电池电堆的运行压力；

其中，在减载阶段，燃料电池电堆反应基于减载阶段对应的电流值确定其所需的气体流量，进而确定该燃料电池电堆内的反应所需压力。

其中，按照约定周期对于燃料电池电堆的运行压力进行检测，由于燃料电池电堆已经减载，其气体消耗量降低，虽然第一进气阀减少了供给气体量，但是，处理设备仍然在持续的向燃料电池电堆提供气体，因此，该燃料电池电堆的运行压力依然在较高的数值。

但是，随着第一进气阀减少了供给气体量，燃料电池电堆中气体反应的消耗，该处理设备中滞留的气体逐渐减少，直至该处理设备的腔体内的气体消耗完，该处理设备不再向燃料电池电堆提供气体，该减载过程结束。

步骤S606：若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，以使得所述燃料电池电堆的压力降低至所述第二目标压力。

其中，第二目标压力是所述燃料电池电堆反应所需压力。

若燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，表征该燃料电池电堆超压，实现快速降低该燃料电池电堆的运行压力，需要进行气体泄压。

具体的，通过与该燃料电池电堆相连的放气阀开启实现对于其进行气体泄压的目的。

具体实施中，为了保证该燃料电池电堆中的运行压力与燃料电池电堆反应所需压力一致，防止出现欠压的情况，需要准确控制放气阀的放气量。

需要说明的是，该放气阀能够迅速给电堆气体排气，可缩短降载阶段中的空压响应时间，进而快速的达到燃料电池电堆实际电流运行操作条件下的气体压力。

具体的，步骤S606包括：

步骤S6061：若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，基于所述运行压力与所述第二目标压力确定第二压力差值；

其中，基于该运行压力大于第二目标压力，表征该燃料电池电堆中的气体量过多，需要对于该燃料电池电堆中的气体进行放气，基于二者之差确定第二压力差值。

步骤S6062：基于所述第二压力差值确定待放气体量；

具体的，基于该燃料电池电堆的气体容腔的尺寸结合该第二压力差值，可以计算得到该燃料电池电堆中超量的气体，即确定待放气体量。

步骤S6063：基于所述待放气体量控制所述放气阀的开度至第二目标开度，所述第二目标开度与所述待放气体量匹配。

其中，在确定了待放气体量后，基于该放气阀的开度与气体流量的关系，确定该放气阀的开度值(第二目标开度)，控制该放气阀的开度调整至第二目标开度。

需要说明的是，随着该处理设备的腔体内的气体逐渐减少，该待放气体量在逐渐减小，则确定的放气阀的开度也会逐渐减小。

如图7所示的是测试燃料电池电堆在减载阶段中涉及结构示意图，包括：第一进气阀701、处理设备702、压力传感器703、燃料电池电堆704和放气阀705。其中，在确定了燃料电池电堆所需的气体量后，第一进气阀基于该所需气体量提供气体，该气体量相对于稳态运行阶段更少，该气体经过处理设备的处理后，输入燃料电池电堆，由于处理设备的腔体较大，导致该处理设备的腔体中滞留部分气体，即使降低了第一进气阀提供的气体量，该处理设备依然在持续的向燃料电池电堆提供气体，压力传感器对于燃料电池电堆的运行压力进行检测，该运行压力大于燃料电池电堆反应所需的压力，表征该燃料电池电堆中的气体超量，控制放气阀对于燃料电池电堆中超量的气体进行放气。

需要说明的是，为避免燃料电池电堆在减载阶段中可能的气压超压，提升电堆膜的机械耐久性，一般需要缩短被测电堆减载过程的气体响应时间(降低减载阶段的占用时间)，所以，该减载控制策略还能够实现加快控制燃料电池电堆的运行气压降低至第二目标压力的速度，迅速给被测燃料电池电堆的气体容腔放气。

综上，本实施例提供的一种燃料电池电堆测试控制方法中，包括：

基于减载阶段对应的电流值，确定燃料电池电堆所需的第二目标进气量，控制第一进气阀体提供该第二目标进气量，该第一进气阀提供的气体通过处理设备的处理进入燃料电池电堆；由于处理设备在之前阶段中对于第一进气阀提供气体的滞留导致本阶段实际输入燃料电池电堆的气体量更多，基于燃料电池电堆的运行压力大于第二目标进气量对应的第二目标压力，控制放气阀阀开启，为燃料电池电堆放气，保证该燃料电池电堆的运行压力满足其反应所需压力，缩短了减载过程中的气体响应时间，进而快速的达到燃料电池电堆实际电流运行操作条件下的气体压力。

如图8所示的，为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例6的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S801：确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段；

步骤S802：基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标压力控制策略；

步骤S803：基于所述减载阶段对应的第二电流值，确定所述燃料电池电堆的第二目标进气量；

步骤S804：基于所述第二目标进气量控制第一进气阀提供气体；

步骤S805：基于约定周期获得所述燃料电池电堆的运行压力；

步骤S806：若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，以使得所述燃料电池电堆的压力降低至所述第二目标压力；

其中，步骤S801-806与实施例5中的步骤S601-606一致，本实施例中不做赘述。

步骤S807：若所述燃料电池电堆的运行压力与所述第二目标压力一致，控制关闭所述放气阀。

其中，随着处理设备的腔体内的气体逐渐减少，该处理设备输出的气体量也逐渐减少，直至该处理设备的腔体内进入的气体和输出的气体维持平衡，第一进气阀供给的气体才能够通过该处理设备全部输入燃料电池电堆。

其中，该处理设备将第一进气阀供给的气体全部输出给燃料电池电堆，此时，该燃料电池电堆的运行压力与第二目标压力一致，表征输入燃料电池电堆的气体量满足其减载后反应所需的气体，且不超压，不需要进行放气。

此时，控制关闭该放气阀，被测电堆由此进入新的稳态工作点，只需要第一进气阀为燃料电池电堆进行供给气体即可。

综上，本实施例提供的一种燃料电池电堆测试控制方法中，包括：若燃料电池电堆的运行压力与第二目标压力一致，表征输入燃料电池电堆的气体与该燃料电池电堆反应所需的气体一致，不需要进行放气，则控制关闭放气阀，实现了对于燃料电池电堆内的气体进行准确控制。

与上述本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例相对应的，本申请还提供了应用该燃料电池电堆测试控制方法的装置实施例。

如图9所示的为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制装置实施例的结构示意图，该装置包括以下结构：确定模块901、选择模块902和控制模块903；

其中，该确定模块901，用于确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；

其中，该选择模块902，用于基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；

其中，该控制模块903，用于基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。

可选的，所述选择模块具体用于：

基于所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，选择升载控制策略，所述升载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的进气量依据升载约定条件升载；

基于所述燃料电池电堆测试处于稳态运行阶段，选择稳态控制策略，所述稳态运行控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压满足稳定条件；

基于所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，选择减载控制策略，所述减载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压依据减载约定条件减载。

可选的，若所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，所述控制模块，用于：

基于所述升载阶段对应的第一电流值，确定所述燃料电池电堆的第一目标进气量；

基于所述第一目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过后续处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

基于约定周期获得所述燃料电池电堆的入口压力，入口压力是与输入所述燃料电池电堆的气体流量对应；

若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，以使得进入所述燃料电池电堆的气体达到第一目标进气量，所述第一目标压力与第一目标进气量对应。

可选的，所述控制模块具体用于：

若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，基于所述入口压力与所述第一目标压力确定第一压力差值；

基于所述第一压力差值确定气体缺口量；

基于所述气体缺口量控制第二进气阀的开度至第一目标开度，所述第一目标开度与所述气体缺口量匹配。

可选的，控制第二进气阀开启之后，所述控制模块还用于：

若所述燃料电池电堆的入口压力与所述第一目标压力一致，控制关闭所述第二进气阀。

可选的，若所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，所述控制模块，用于：：

基于所述减载阶段对应的第二电流值，确定所述燃料电池电堆的第二目标进气量；

基于所述第二目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

基于约定周期获得所述燃料电池电堆的运行压力；

若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，以使得所述燃料电池电堆的压力降低至所述第二目标压力，所述第二目标压力是所述燃料电池电堆反应所需压力。

可选的，控制模块，具体用于：

若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，基于所述运行压力与所述第二目标压力确定第二压力差值；

基于所述第二压力差值确定待放气体量；

基于所述待放气体量控制所述放气阀的开度至第二目标开度，所述第二目标开度与所述待放气体量匹配。

可选的，控制放气阀的开度至第二目标开度后，所述控制模块还用于：

若所述燃料电池电堆的运行压力与所述第二目标压力一致，控制关闭所述放气阀。

需要说明的是，本实施例中提供的一种燃料电池电堆测试控制装置的各个组成结构的功能解释，参考方法实施例中的相应部分即可，本实施例中不做赘述。

综上，本实施例提供了一种燃料电池电堆测试控制装置中，基于燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择与该当前所处的测试阶段对应的控制策略，基于选择的控制策略控制该燃料电池电堆的气体满足该测试阶段对应的约定条件，针对燃料电池电堆的不同工作状态下实现模拟测试，保证了测试的准确度。

与上述本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例相对应的，本申请还提供了应用该燃料电池电堆测试控制方法的系统实施例。

如图10-13所示的为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法的应用场景示意图，该应用场景中包括以下结构：流量控制器1001、增湿器1002、加热器1003压力传感器1004、补气阀1005、放气阀1006、燃料电池电堆1007、压力传感器1008和背压阀1009。

其中，在本应用场景中，流量控制器作为第一进气阀，补气阀作为第二进气阀。

其中，图10所示的为本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法应用的系统示意图，包括依次设置的流量控制器1001、增湿器1002、加热器1003、压力传感器1004、燃料电池电堆1007、压力传感器1008和背压阀1009，其中，补气阀1005的输入端与气体来源相连，补气阀1005的输出端与压力传感器1004相连，放气阀1006的输入端与燃料电池相连，放气阀1006的输出端通向外部。

如图11所示的为申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法在燃料电池电堆处于升载阶段的运行示意图，基于升载阶段的各个工况对应的电流值，确定该升载阶段中各个工况对应的气体流量值，基于确定的气体流量值设置流量控制器1001的参数，该流量控制器控制提供气体，该气体经过增湿器1002和加热器1003的增湿加热处理后输入燃料电池电堆1007，压力传感器1004对于输入燃料电池电堆的气体压力进行检测，在升载阶段的初期，该增湿器1002和加热器1003的腔体较大，其中会滞留部分气体，导致实际输入燃料电池电堆的气体少于该流量控制器提供的气体量，因此，该燃料电池电堆的气体输入压力小于该燃料电池电堆所需的气体流量值对应的压力，控制补气阀1005开启一定的开度，对于缺少的气体进行准确补充，随着该增湿器1002和加热器1003的腔体内的气体逐渐增多，该增湿器1002和加热器1003输出的气体量也逐渐增多，气体缺口量在逐渐减小，则补气阀的开度也会逐渐减小，直至该补气阀关闭。

如图12所示的为申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法在燃料电池电堆处于减载运行阶段的运行示意图，基于减载阶段的各个工况对应的电流值，确定该减载阶段中各个工况对应的气体流量值，基于确定的气体流量值设置流量控制器1001的参数，该流量控制器控制提供气体，该气体经过增湿器1002和加热器1003的增湿加热处理后输入燃料电池电堆1007，压力传感器1004对于输入燃料电池电堆的运行压力进行检测。由于该增湿器1002和加热器1003的腔体较大，其中会滞留部分气体，即使降低了流量控制器1001提供的气体量，该增湿器1002和加热器1003依然在持续的向燃料电池电堆1007提供气体，压力传感器1004对于燃料电池电堆的运行压力进行检测，该运行压力大于燃料电池电堆1007反应所需的压力，表征该燃料电池电堆中的气体超量，控制放气阀100对于燃料电池电堆中超量的气体进行放气。随着增湿器1002和加热器1003的腔体内的气体逐渐减少，该增湿器1002和加热器1003输出的气体量也逐渐减少，直至该增湿器1002和加热器1003的腔体内进入的气体和输出的气体维持平衡，流量控制器1001供给的气体才能够通过该增湿器1002和加热器1003全部输入燃料电池电堆1007，关闭该放气阀1006。

如图13所示的为申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法在燃料电池电堆处于稳态运行阶段的运行示意图，基于稳态运行阶段的各个工况对应的电流值，确定该稳态运行阶段中各个工况对应的气体流量值，基于确定的气体流量值设置流量控制器1001的参数，该流量控制器控制提供气体，该气体经过增湿器1002和加热器1003的增湿加热处理后输入燃料电池电堆1007，压力传感器1004对于输入燃料电池电堆的气体压力进行检测。在该稳态运行阶段，压力传感器1004和压力传感器1008对于燃料电池电堆的输入压力和输出压力进行检测，背压阀1009用于对于流量控制器输入的过量气体进行释放，该燃料电池电堆输入的气体量与反应的气体量维持稳态一致，不需要控制补气阀或者放气阀进行补气或者放气。

需要说明的是图11-13中加粗的线条标识的为本测试阶段涉及结构。

与上述本申请提供的一种燃料电池电堆测试控制方法实施例相对应的，本申请还提供了与该燃料电池电堆测试控制方法相应的电子设备以及可读存储介质。

其中，该电子设备，包括：存储器、处理器；

其中，存储器存储有处理程序；

所述处理器用于加载并执行所述存储器存储的所述处理程序，以实现如上述任一项所述的燃料电池电堆测试控制方法的各步骤。

具体该电子设备的实现燃料电池电堆测试控制方法，参考前述燃料电池电堆测试控制方法实施例即可。

其中，该可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器调用并执行，实现如权利要求上述任一项所述的燃料电池电堆测试控制方法的各步骤。

具体该可读存储介质存储的计算机程序执行实现燃料电池电堆测试控制方法，参考前述燃料电池电堆测试控制方法实施例即可。

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。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所提供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提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池电堆测试控制方法，其特征在于，包括：

确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；

基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；

基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述燃料电池电堆测试的测试阶段，选择目标控制策略，包括：

基于所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，选择升载控制策略，所述升载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的进气量依据升载约定条件升载；

基于所述燃料电池电堆测试处于稳态运行阶段，选择稳态控制策略，所述稳态运行控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压满足稳定条件；

基于所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，选择减载控制策略，所述减载控制策略用于控制所述燃料电池电堆的气压依据减载约定条件减载。

3.根据权利要1所述的方法，其特征在于，若所述燃料电池电堆测试处于升载阶段，所述基于所述目标压力控制策略控制所述燃料电池电堆的压力满足所述测试阶段对应的约定条件，包括：

基于所述升载阶段对应的第一电流值，确定所述燃料电池电堆的第一目标进气量；

基于所述第一目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过后续处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

基于约定周期获得所述燃料电池电堆的入口压力，入口压力是与输入所述燃料电池电堆的气体流量对应；

若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，以使得进入所述燃料电池电堆的气体达到第一目标进气量，所述第一目标压力与第一目标进气量对应。

4.根据权利要3所述的方法，其特征在于，所述若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，控制第二进气阀开启，包括：

若所述燃料电池电堆的入口压力小于第一目标压力，基于所述入口压力与所述第一目标压力确定第一压力差值；

基于所述第一压力差值确定气体缺口量；

基于所述气体缺口量控制第二进气阀的开度至第一目标开度，所述第一目标开度与所述气体缺口量匹配。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制第二进气阀开启之后，还包括：

若所述燃料电池电堆的入口压力与所述第一目标压力一致，控制关闭所述第二进气阀。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述燃料电池电堆测试处于减载阶段，所述基于所述目标压力控制策略控制所述燃料电池电堆的压力满足所述测试阶段对应的约定条件，包括：

基于所述减载阶段对应的第二电流值，确定所述燃料电池电堆的第二目标进气量；

基于所述第二目标进气量控制第一进气阀提供气体，以使得经过处理设备的处理后的气体进入所述燃料电池电堆；

基于约定周期获得所述燃料电池电堆的运行压力；

若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，以使得所述燃料电池电堆的压力降低至所述第二目标压力，所述第二目标压力是所述燃料电池电堆反应所需压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，控制放气阀的开度至第二目标开度，包括：

若所述燃料电池电堆的运行压力大于第二目标压力，基于所述运行压力与所述第二目标压力确定第二压力差值；

基于所述第二压力差值确定待放气体量；

基于所述待放气体量控制所述放气阀的开度至第二目标开度，所述第二目标开度与所述待放气体量匹配。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，控制放气阀的开度至第二目标开度后，还包括：

若所述燃料电池电堆的运行压力与所述第二目标压力一致，控制关闭所述放气阀。

9.一种燃料电池电堆测试控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，所述测试阶段包括：升载阶段、稳态运行阶段和减载阶段；

选择模块，用于基于所述燃料电池电堆测试当前所处的测试阶段，选择目标控制策略，每个测试阶段对应一控制策略，任意两个测试阶段对应的控制策略不同；

控制模块，用于基于所述目标控制策略控制所述燃料电池电堆的气体满足所述测试阶段对应的约定条件。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器；

其中，存储器存储有处理程序；

所述处理器用于加载并执行所述存储器存储的所述处理程序，以实现如上述权利要求1-8任一项所述的燃料电池电堆测试控制方法的各步骤。

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