CN116169326B - 空气供给装置、燃料电池系统控制方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种空气供给装置、燃料电池系统、燃料电池系统控制方法、车辆及存储介质，应用于能源技术领域，该方法包括：通过第一压气机对输入的空气流量进行第一次压缩；第二压气机接收第一次压缩后的空气流量，进行第二次压缩；电机用于驱动第一压气机和第二压气机；膨胀机用于与电机共同驱动第一压气机和第二压气机；其中，第一压气机、第二压气机、电机以及膨胀机共轴；旁通阀的一端连接膨胀机的输入端，另一端连接第二压气机的输出端，用于在旁通阀开启时，将第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量引流至膨胀机，从而使膨胀机与电机共同驱动第一压气机和第二压气机，有利于提高空气供给装置的工作效率。
Description
技术领域
本申请属于能源技术领域，具体涉及一种空气供给装置、燃料电池系统、燃料电池系统控制方法、车辆及存储介质。
背景技术
燃料电池系统是指以燃料电池电堆为核心，和燃料电池空气供给系统、水/热管理系统、控制系统等组成的发电系统。
现有的应用在车辆上的燃料电池系统中，空压机为单级压气机，增压气体的可用流量范围与增压比较低，导致燃料电池系统功率密度较低，同时，将旁通阀接在燃料电池系统的尾排中，将单级压气机后的一部分高压气体能量旁通到燃料电池系统的尾排气中，从而导致上述高压气体能量被浪费，牺牲了系统效率。
该背景技术部分中包括的信息仅用于增强对本公开的一般背景的理解，并且不能被视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。
发明内容
本申请提供一种空气供给装置、燃料电池系统、燃料电池系统控制方法、车辆及存储介质，以提高燃料电池系统的工作效率。
根据本发明的第一方面，提供一种空气供给装置，包括：
第一压气机，用于对输入的空气流量进行第一次压缩；
第二压气机，所述第二压气机的输入端连接所述第一压气机的输出端，用于接收第一次压缩后的空气流量，并对所述第一次压缩后的空气流量进行第二次压缩；
电机，用于驱动所述第一压气机和所述第二压气机；
膨胀机，所述膨胀机的输出端连接排气系统，用于与所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机；其中，所述第一压气机、所述第二压气机、所述电机以及所述膨胀机共轴；
旁通阀，所述旁通阀的一端连接所述膨胀机的输入端，所述旁通阀的另一端连接所述第二压气机的输出端，用于在所述旁通阀开启时，将所述第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过所述旁通阀引流至所述膨胀机。
根据本发明的第二方面，提供一种燃料电池系统，包括：
燃料电池电堆，用于发生电化学反应产生电能；
上述第一方面的空气供给装置，用于为所述燃料电池电堆提供用于发生电化学反应的空气流量；
中冷器，所述中冷器的输入端连接所述空气供给装置的输出端，所述中冷器的输出端连接所述燃料电池电堆的输入端，用于冷却所述空气供给装置输出的空气流量；
入堆截止阀，所述入堆截止阀的一端连接所述中冷器的输出端，所述入堆截止阀的另一端连接所述燃料电池电堆的输入端，用于控制所述中冷器输出的冷却气体输入所述燃料电池电堆；
出堆截止阀，所述出堆截止阀的一端连接所述空气供给装置的输入端，所述出堆截止阀的另一端连接所述燃料电池电堆的输出端，用于控制所述燃料电池电堆的排气输入所述空气供给装置。
根据本发明的第三方面，提供一种燃料电池系统控制方法，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：
第一压气机，用于对输入的空气流量进行第一次压缩；
第二压气机，所述第二压气机的输入端连接所述第一压气机的输出端，用于接收第一次压缩后的空气流量，并对所述第一次压缩后的空气流量进行第二次压缩；
电机，用于驱动所述第一压气机和所述第二压气机；
膨胀机，所述膨胀机的输出端连接排气系统，用于与所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机；其中，所述第一压气机、所述第二压气机、所述膨胀机及所述电机共轴；
旁通阀，所述旁通阀的一端连接所述膨胀机的输入端，所述旁通阀的另一端连接所述第二压气机的输出端，用于在所述旁通阀开启时，将所述第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过所述旁通阀引流至所述膨胀机；
所述方法包括：
当所述燃料电池系统上电，监测所述燃料电池系统的过氧比；
根据所述过氧比，控制所述旁通阀开启，使所述第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过所述旁通阀引流至所述膨胀机，以通过所述膨胀机和所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机对输入的空气流量进行做功。
根据本发明的第四方面，提供一种车辆，包括燃料电池系统、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述燃料电池系统与所述处理器电性连接，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述燃料电池系统控制方法。
根据本发明的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述燃料电池系统控制方法。
上述一种空气供给装置、燃料电池系统、燃料电池系统控制方法、车辆及存储介质，通过第一压气机对输入的空气流量进行第一次压缩；第二压气机接收第一次压缩后的空气流量，并对第一次压缩后的空气流量进行第二次压缩；电机用于驱动第一压气机和第二压气机；膨胀机用于与电机共同驱动第一压气机和第二压气机；其中，第一压气机、第二压气机、电机以及膨胀机共轴；旁通阀，旁通阀的一端连接膨胀机的输入端，旁通阀的另一端连接第二压气机的输出端，用于在旁通阀开启时，将第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过旁通阀引流至膨胀机，从而可以使膨胀机与电机共同驱动第一压气机和第二压气机，有利于降低进气系统的流动阻力，降低第一压气机、第二压气机以及电机的转速和功耗，不仅有利于提高空气供给装置的工作效率，且通过将空气流量经过两级增压还有利于提高空气供给装置中被压缩的空气流量的可用流量范围与增压比，进而在后续将空气供给装置用于燃料电池系统中，有利于提高燃料电池系统中低负荷工况的系统效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请一实施例提供的空气供给装置的结构示意图。
图2示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统的结构示意图；
图3示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法的流程示意图；
图4示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法中控制旁通阀开启的流程示意图；
图5示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法中降低第一压气机的电机输出功率和第二压气机的电机输出功率的流程示意图；
图6示出了本申请又一实施例提供的燃料电池系统控制方法中控制旁通阀开度的流程示意图；
图7示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法中控制旁通阀开度为零的流程示意图；
图8示出了本申请又一实施例提供的燃料电池系统控制方法中监测燃料电池系统的过氧比的流程示意图；
图9示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制装置的结构示意图；
图10示出了本申请一实施例中车辆的结构示意图。
主要元件符号说明
燃料电池系统－100；空气供给装置－10；第一压气机－101；电机－102；第二压气机－103；膨胀机－104；旁通阀－105；中冷器－20；入堆截止阀－30；燃料电池电堆－40；出堆截止阀－50。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
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。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
图1示出了本申请一实施例提供的空气供给装置的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供一种空气供给装置10，包括第一压气机101、第二压气机103、电机102、膨胀机104和旁通阀105。
其中，第一压气机101用于对输入的空气流量进行第一次压缩。
具体地，输入第一压气机101的空气流量可以是外部空气流量供应设备直接输入01通道进行供应。
其中，第二压气机103的输入端连接第一压气机101的输出端，用于接收第一次压缩后的空气流量，并对第一次压缩后的空气流量进行第二次压缩。
具体地，第一压机101压缩后的空气流量通过02通道输入第二压气机103中进行第二次压缩。
其中，电机102用于驱动第一压气机101和第二压气机103。
其中，膨胀机104的输出端连接排气系统(图中未示出)，用于与电机102共同驱动第一压气机101和第二压气机103；其中，第一压气机101、第二压气机103、电机102以及膨胀机104共轴。
具体地，膨胀机104处理(如降温、降压)后的空气流量通过06通道并经排气系统进行排气，可选地，当空气供给装置应用在燃料电池系统中时，排气系统可以是燃料电池系统中的排气系统。
其中，旁通阀105的一端连接膨胀机104的输入端，旁通阀105的另一端连接第二压气机103的输出端之间，也即旁通阀105设置在04通道上，用于在旁通阀105开启时，将第二压气机103输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过旁通阀105引流至膨胀机104，使膨胀机104与电机102共同驱动第一压气机101和第二压气机103。
具体地，空气流量通过01通道输入第一压气机101进行第一次压缩后，经过02通道输入第二压气机103进行第二次压缩后，经03通道进行输送，当旁通阀105开启后，第二压气机103输出的空气流量中的一部分经04通道输入05通道，并输入至膨胀机104处理后，可以通过06通道输入排气系统进行排气。
可选地，第一压气机101和第二压气机103可以是离心压气机。
可选地，旁通阀105可以是蝶阀。
其中，第一压气机和第二压气机既可以通过电机进行驱动，也可以在第二压气机输出的空气流量富余的情况下，打开旁通阀，将富余的空气流量引流至膨胀机，此时，膨胀机与电机共同驱动第一压气机和第二压气机。
在本实施例中，通过第一压气机和第二压气机对输入的空气流量进行两级增压，可以提高空气流量的增压比和扩大空气流量的可用流量范围；同时，通过在膨胀机的输入端和第二压气机的输出端设置旁通阀，可以通过旁通阀将第二压气机输出的空气流量部分引流至膨胀机，且由于第一压气机、第二压气机、电机和膨胀机共轴，有利于使膨胀机与电机共同驱动第一压气机和第二压气机对输入的空气流量做功，从而有利于降低进气系统的流动阻力，降低第一压气机、第二压气机以及电机的转速和功耗，有利于提高空气供给装置的工作效率。因此，在将空气供给装置应用于燃料电池系统中，有利于提高燃料电池系统中低负荷工况的系统效率。
图2示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统的结构示意图。如图2所示，本申请实施例提供一种燃料电池系统100，包括燃料电池电堆40、上述实施例中的空气供给装置10、中冷器20、入堆截止阀30和出堆截止阀50。
其中，燃料电池电堆40用于发生电化学反应产生电能。
其中，空气供给装置10用于为燃料电池电堆40提供用于发生电化学反应的空气流量。
具体地，空气供给装置10中的第二压气机103输出的空气流量通过03通道向燃料电池电堆40提供用于发生电化学反应的空气流量。
也即，当空气供给装置10中的旁通阀105为关闭状态时，第二压气机103输出的空气流量全部作为燃料电池电堆10发生电化学反应所需要的空气流量，当空气供给装置10中的旁通阀105开启时，此时，第二压气机103输出的空气流量中存在富余部分的空气流量，将富余部分的空气流量通过开启的旁通阀105引流至膨胀机104，而将另一部分的空气流量作为燃料电池电堆40发生电化学反应所需要的空气流量，从而有利于对输入的空气流量进行充分利用，避免空气资源浪费。
其中，中冷器30的输入端连接空气供给装置10的输出端，中冷器10的输出端连接燃料电池电堆40的输入端，用于冷却空气供给装置输出的空气流量。
具体地，中冷气20的输入端连接空气供给装置10中第二压气机103的输出端。
其中，入堆截止阀30的一端连接中冷器20的输出端，入堆截止阀30的另一端连接燃料电池电堆40的输入端，也即，入堆截止阀30设置在06通道上，用于控制中冷器20输出的冷却气体输入燃料电池电堆40。
其中，出堆截止阀50的一端连接空气供给装置10的输入端，出堆截止阀50的另一端连接燃料电池电堆40的输出端，也即，出堆截止阀40设置在05通道上，用于控制燃料电池电堆40的排气输入空气供给装置10。
具体地，出堆截止阀50的一端连接空气供给装置10中膨胀机104的输入端，出堆截止阀50的另一端连接燃料电池电堆40的输出端。
具体地，燃料电池电堆40的排气即为燃料电池电堆40发生电化学反应后产生的排气，将该排气输入空气供给装置10，也即将该排气输入空气供给装置10中的膨胀机104，进一步地为膨胀机104提供驱动力，使膨胀机104与电机102共同驱动第一压气机101和第二压气机103，有利于降低进气系统的流动阻力，降低第一压气机101、第二压气机103以及电机102的转速和功耗，不仅有利于提高空气供给装置10的工作效率，还有利于提高空气供给装置10中被压缩的空气流量的可用流量范围与增压比，从而将空气供给装置10应用于燃料电池系统100中，有利于提高燃料电池系统100中低负荷工况的系统效率以及提高燃料电池电堆40的功率密度。
可选地，中冷器20可以是水冷式散热器。
可选地，入堆截止阀30和出堆截止阀50可以是蝶阀。
可选地，燃料电池电堆可以是质子交换膜燃料电池式。
本申请实施例提供的燃料电池系统方法，可应用在如图2所示的应用环境中。
图3示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法的流程示意图。如图3所示，该燃料电池系统控制方法包括如下步骤S100至步骤S200。
S100：当燃料电池系统上电，监测燃料电池系统的过氧比。
其中，过氧比为氧气过量比，即通入燃料电池系统的氧气流量(或空气流量)与消耗的氧气流量(或消耗的空气流量)的比值。
S200：根据过氧比，控制旁通阀开启，使第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过旁通阀引流至膨胀机，以通过膨胀机和电机共同驱动第一压气机和第二压气机对输入的空气流量进行做功。
其中，可以通过过氧比判断第二压气机输出的空气流量是否有富余，若第二压气机输出的空气流量有富余，则控制旁通阀开启，使第二压气机输出的空气流量中的其中一部分空气流量(即富余的空气流量)通过旁通阀输入膨胀机，并通过膨胀机和电机共同驱动第一压气机和第二压气机对输入的空气流量做功。
在本实施例的一些可选的实现方式中，图4示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法中控制旁通阀开启的流程示意图。如图4所示，在步骤S200中，根据过氧比，控制旁通阀开启，包括如下步骤S201至步骤S202。
S201：当监测到过氧比大于预设过氧比，获取旁通阀开启信息。
其中，预设过氧比根据历史经验数据分析获得，其可以根据实际应用场景设置，此处不作具体限定。
其中，旁通阀开启信息可以包括旁通阀开启指令(如1)、旁通阀开启速度(如控制旁通阀按照设定的速度匀速开启或控制旁通阀按照设定的速度匀加速开启)、预设开度等。
S202：根据旁通阀开启信息，则控制旁通阀开启。
其中，可以控制旁通阀开启至预设开度直至监测到过氧比小于或等于预设过氧比，也可以控制旁通阀匀速或匀加速开启直至监测到过氧比小于或等于预设过氧比。
在本实施例的一些可选的实现方式中，图5示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法中降低第一压气机的电机输出功率和第二压气机的电机输出功率的流程示意图。如图5所示，在步骤S202，根据旁通阀开启信息，则控制旁通阀开启之后，燃料电池系统控制方法还包括如下步骤S2020。
S2020：降低第一压气机的电机输出功率和第二压气机的电机输出功率。
其中，在旁通阀开启时，将第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过旁通阀引流至膨胀机，同时，燃料电池电堆的排气也输入膨胀机，通过膨胀机和电机共同驱动第一压气机和第二压气机对输入其的空气流量做功，此时，可以降低第一压气机的电机输出功率和第二压气机的电机输出功率，以降低燃料电池系统的功耗，还可以通过第一压气机和第二压气机对空气流量进行两级增压，从而提高空气流量的增压比和扩大空气流量的可用流量范围，有利于提高燃料电池电堆的功率密度以及提高燃料电池系统中低负荷工况的系统效率。
在本实施例的一些可选的实现方式中，图6示出了本申请又一实施例提供的燃料电池系统控制方法中控制旁通阀开度的流程示意图。如图6所示，在步骤S200，控制旁通阀开启之后或当监测到过氧比小于或等于预设过氧比时，燃料电池系统控制方法还包括包括如下步骤S203至步骤S204：
S203：监测第一压气机的第一气流压力值和第二压气机的第二气流压力值。
其中，第一气流压力值表示第一压气机的气流振荡参数(如振荡频率、振荡幅度等)，第二气流压力值表示第二压气机的气流振荡参数(如振荡频率、振荡幅度等)。
S204：根据第一气流压力值和第二气流压力值，控制旁通阀的开度，以稳定第一压气机的空气流量和第二压气机的空气流量。
其中，可以根据第一气流压力值和第二气流压力值确定第一压气机和第二压气机是否喘振，若第一压气机和第二压气机发生喘振，则控制旁通阀的开度，以稳定第一压气机的空气流量和第二压气机的空气流量，有效抑制第一压气机和第二压气机喘振的发生，有利于提高燃料电池系统低负荷工况下的系统效率。
在本实施例的一些可选的实现方式中，图7示出了本申请一实施例提供的燃料电池系统控制方法中控制旁通阀开度为零的流程示意图。如图7所示，在步骤S204中，根据第一气流压力值和第二气流压力值，控制旁通阀的开度包括如下步骤S2040至步骤S2041。
S2040：若第一气流压力值及第二气流压力值大于或等于喘振阈值，则增大旁通阀的开度，直至第一气流压力值及第二气流压力值小于喘振阈值后，控制旁通阀的开度为零。
其中，喘振阈值通过对历史经验数据分析获得，其根据实际应用场景确定，此处不作具体限定。
其中，控制旁通阀的开度为零，即是关闭旁通阀或是继续保持旁通阀关闭状态。
S2041：若第一气流压力值及第二气流压力值小于喘振阈值，则控制旁通阀的开度为零。
在本实施例中，可以根据第一气流压力值及第二气流压力值是否大于或等于喘振阈值确定第一压气机和第二压气机是否喘振，若第一气流压力值及第二气流压力值大于或等于喘振阈值，则确定第一压气机和第二压气机发生喘振，从而控制旁通阀的开度，以稳定第一压气机的空气流量和第二压气机的空气流量，有效抑制第一压气机和第二压气机喘振的发生，有利于提高燃料电池系统低负荷工况下的系统效率。
在本实施例的一些可选的实现方式中，图8示出了本申请又一实施例提供的燃料电池系统控制方法中监测燃料电池系统的过氧比的流程示意图。如图8所示，在步骤S100中，当燃料电池系统上电，监测燃料电池系统的过氧比包括如下步骤S101至步骤S103：
S101：当燃料电池系统上电，控制燃料电池系统自检，得到自检结果。
其中，燃料电池系统自检的自检对象包括燃料电池系统内的传感器、执行器，如第一压气机和第二压气机中的传感器和执行器，其中，自检结果可以是传感器和执行器有故障；或是传感器和执行器无故障。
S102：根据自检结果，控制燃料电池系统的工作状态，并生成工作状态信息。
其中，若传感器和执行器在自检过程中检测出故障，则确定燃料电池系统进行保护状态，防止燃料电池系统达到高功率而出现更严重的损失，从而提高燃料电池系统的安全性和可靠性；若传感器和执行至在自检过程中无故障，则确定燃料电池系统进入正常工作状态
S103：根据工作状态信息，监测燃料电池系统的过氧比。
其中，工作状态信息为正常工作状态时，监测燃料电池系统的过氧比。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种燃料电池系统控制装置，该燃料电池系统控制装置与上述实施例中燃料电池系统控制方法一一对应，对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请上述的燃料电池系统控制方法的实施例。如图9所示，该燃料电池系统控制装置包括监测模块30和旁通阀控制模块31。各功能模块详细说明如下：
监测模块30，用于当燃料电池系统上电，监测燃料电池系统的过氧比。
旁通阀控制模块31，用于根据过氧比，控制旁通阀开启，使第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过旁通阀引流至膨胀机，以通过膨胀机和电机共同驱动第一压气机和第二压气机对输入的空气流量进行做功。
可选地，旁通阀控制模块31包括：
信息获取子模块，用于当监测到过氧比大于预设过氧比，获取旁通阀开启信息；
旁通阀控制子模块，用于根据旁通阀开启信息，则控制旁通阀开启。
可选地，燃料电池系统控制装置还包括：
功率降低模块，用于降低第一压气机的电机输出功率和第二压气机的电机输出功率。
可选地，燃料电池系统控制装置还包括：
压力值监测模块，用于监测第一压气机的第一气流压力值和第二压气机的第二气流压力值。
旁通阀开度控制模块，用于根据第一气流压力值和第二气流压力值，控制旁通阀的开度，以稳定第一压气机的空气流量和第二压气机的空气流量。
可选地，旁通阀开度控制模块包括：
第一开度控制子模块，用于若第一气流压力值及第二气流压力值大于或等于喘振阈值，则增大旁通阀的开度，直至第一气流压力值及第二气流压力值小于喘振阈值后，控制旁通阀的开度为零。
第二开度控制子模块，用于若第一气流压力值及第二气流压力值小于喘振阈值，则控制旁通阀的开度为零。
可选地，监测模块30包括：
自检子模块，用于当燃料电池系统上电，控制燃料电池系统自检，得到自检结果。
状态信息生成子模块，用于根据自检结果，控制燃料电池系统的工作状态，并生成工作状态信息。
监测子模块，用于根据工作状态信息，监测燃料电池系统的过氧比。
其中上述模块/单元中的“第一”和“第二”的意义仅在于将不同的模块/单元加以区分，并不用于限定哪个模块/单元的优先级更高或者其它的限定意义。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本申请中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式。
关于燃料电池系统控制装置的具体限定可以参见上文中对于燃料电池系统控制方法的限定，在此不再赘述。上述燃料电池系统控制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。
在一个实施例中，提供了一种车辆，其内部结构图可以如图10所示。该车辆包括通过系统总线连接的燃料电池系统、处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，燃料电池系统在上述实施例已进行解释说明，为避免重复，此处不再赘述。其中，该车辆的处理器用于提供计算和控制能力。该车辆的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该车辆的数据库用于存储燃料电池系统控制方法中涉及到的数据。该汽车的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种燃料电池系统控制方法。
在一个实施例中，提供了一种车辆，包括燃料电池系统、存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，燃料电池系统与处理器电性连接，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中燃料电池系统控制方法的步骤，例如图3所示的步骤S100至步骤S200及该方法的其它扩展和相关步骤的延伸。或者，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中燃料电池系统控制装置的各模块/单元的功能，例如图9所示模块30至模块31的功能。为避免重复，这里不再赘述。
处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。
存储器可以集成在处理器中，也可以与处理器分开设置。
在本申请的一实施例中，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，当计算机可读指令被计算机的处理器执行时，是计算机执行上述燃料电池系统控制方法。特别地，根据本申请的实施例，各个方法流程图中所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程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理器执行时，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地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程序代码。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程序代码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。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中燃料电池系统控制方法的步骤，例如图3所示的步骤S100至步骤S200及该方法的其它扩展和相关步骤的延伸。或者，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中燃料电池系统控制置的各模块/单元的功能，例如图9所示模块30至模块31的功能。为避免重复，这里不再赘述。
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，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/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空气供给装置，其特征在于，包括：
第一压气机，用于对输入的空气流量进行第一次压缩；
第二压气机，所述第二压气机的输入端连接所述第一压气机的输出端，用于接收第一次压缩后的空气流量，并对所述第一次压缩后的空气流量进行第二次压缩；
电机，用于驱动所述第一压气机和所述第二压气机；
膨胀机，所述膨胀机的输出端连接排气系统，用于与所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机；其中，所述第一压气机、所述第二压气机、所述电机以及所述膨胀机共轴；
旁通阀，所述旁通阀的一端连接所述第二压气机的输出端，所述旁通阀的另一端连接所述膨胀机的输入端，用于在所述旁通阀根据燃料电池系统的过氧比开启时，将所述第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过所述旁通阀引流至所述膨胀机，以使所述膨胀机和所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机。
2.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：
燃料电池电堆，用于发生电化学反应产生电能；
如权利要求1所述的空气供给装置，用于为所述燃料电池电堆提供用于发生电化学反应的空气流量；
中冷器，所述中冷器的输入端连接所述空气供给装置的输出端，所述中冷器的输出端连接所述燃料电池电堆的输入端，用于冷却所述空气供给装置输出的空气流量；
入堆截止阀，所述入堆截止阀的一端连接所述中冷器的输出端，所述入堆截止阀的另一端连接所述燃料电池电堆的输入端，用于控制所述中冷器输出的冷却气体输入所述燃料电池电堆；
出堆截止阀，所述出堆截止阀的一端连接所述空气供给装置的输入端，所述出堆截止阀的另一端连接所述燃料电池电堆的输出端，用于控制所述燃料电池电堆的排气输入所述空气供给装置。
3.一种燃料电池系统控制方法，其特征在于，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：
第一压气机，用于对输入的空气流量进行第一次压缩；
第二压气机，所述第二压气机的输入端连接所述第一压气机的输出端，用于接收第一次压缩后的空气流量，并对所述第一次压缩后的空气流量进行第二次压缩；
电机，用于驱动所述第一压气机和所述第二压气机；
膨胀机，所述膨胀机的输出端连接排气系统，用于与所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机；其中，所述第一压气机、所述第二压气机、所述膨胀机及所述电机共轴；
旁通阀，所述旁通阀的一端连接所述膨胀机的输入端，所述旁通阀的另一端连接所述第二压气机的输出端，用于在所述旁通阀开启时，将所述第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过所述旁通阀引流至所述膨胀机；
所述方法包括：
当所述燃料电池系统上电，监测所述燃料电池系统的过氧比；
根据所述过氧比，控制所述旁通阀开启，使所述第二压气机输出的空气流量分成两部分空气流量，并将其中一部分空气流量通过所述旁通阀引流至所述膨胀机，以通过所述膨胀机和所述电机共同驱动所述第一压气机和所述第二压气机对输入的空气流量进行做功。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述根据所述过氧比，控制旁通阀开启，包括：
当监测到所述过氧比大于所述预设过氧比，获取旁通阀开启信息；
根据所述旁通阀开启信息，控制所述旁通阀开启。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述根据所述旁通阀开启信息，控制所述旁通阀开启之后，所述方法还包括：
降低所述第一压气机的电机输出功率和所述第二压气机的电机输出功率。
6.根据权利要求3或4所述的燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述控制所述旁通阀开启之后或当监测到所述过氧比小于或等于所述预设过氧比时，所述方法还包括：
监测所述第一压气机的第一气流压力值和所述第二压气机的第二气流压力值；
根据所述第一气流压力值和所述第二气流压力值，控制所述旁通阀的开度，以稳定所述第一压气机的空气流量和所述第二压气机的空气流量。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述根据所述第一气流压力值和所述第二气流压力值，控制所述旁通阀的开度，包括：
若所述第一气流压力值及所述第二气流压力值大于或等于喘振阈值，则增大所述旁通阀的开度，直至所述第一气流压力值及所述第二气流压力值小于所述喘振阈值后，控制所述旁通阀的开度为零；
若所述第一气流压力值及所述第二气流压力值小于所述喘振阈值，则控制所述旁通阀的开度为零。
8.根据权利要求3所述的燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述当所述燃料电池系统上电，监测所述燃料电池系统的过氧比，包括：
当所述燃料电池系统上电，控制所述燃料电池系统自检，得到自检结果；
根据所述自检结果，控制所述燃料电池系统的工作状态，并生成所述工作状态信息；
根据所述工作状态信息，监测所述燃料电池系统的过氧比。
9.一种车辆，其特征在于，包括燃料电池系统、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述燃料电池系统与所述处理器电性连接，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求3至8任一项所述的燃料电池系统控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3至8任一项所述的燃料电池系统控制方法。
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