CN117293357A - 一种燃料电池低温启动控制、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池低温启动控制方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流输入至低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；将最优PTC加热功率、最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使实际燃料电池低温启动；实时采集实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差调节最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率。

Description

一种燃料电池低温启动控制、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池低温启动控制、装置、设备及存储介质。
背景技术
氢燃料电池作为一种高效率发电装置，以氢气为主要的能源载体，产物只有电能和纯净水，能量转化效率高达50％～70％，且具有生成物零污染、储氢系统能量密度高等优点，目前正广泛应用于交通运输领域新能源车辆。质子交换膜燃料电池作为新能源车辆动力系统形式之一，具有良好的应用前景。
在商用车比如重卡、公交、客车等领域，燃料电池车辆与纯电汽车相比具有更长的续驶里程、相对较为固定的驾驶场景，便于现阶段推广应用。但是与传统内燃机车辆相比，燃料电池汽车在低温环境适应性方面仍面临较大挑战。燃料电池低温环境运行产生的水很容易发生冻结导致气体传输受阻，反应气体不能及时到达催化反应界面，导致燃料电池冷启动失败，甚至破坏膜电极组件内部结构，严重影响其使用寿命。
随着电堆功率越来越大，可以采用辅助加热装置可以降低燃料电池低温环境运行产生的水冻结的风险；目前现有技术中仅根据燃料电池电堆的参数、电堆工作条件模拟低温启动过程，分析燃料电池低温启动性能，得到燃料电池内部温度、电路密度、结冰状态等状态量的分布以及随时间的变化，从而预测低温启动性能；未考虑辅助加热装置的加热功率这一参数进行低温启动性能预测；如此在指导电堆设计和控制方法的设计中，不能进行全面性分析指导；另外，采用预标定式燃料电池系统低温启动策略，导致实际燃料电池低温启动过程不支持实时优化调节，对启动时间和启动能耗不能实现实时最优控制。
发明内容
本发明实施例提供了一种燃料电池低温启动控制、装置、设备及存储介质，以实现通过燃料电池低温启动模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流，同时利用最优PTC加热功率及最优电堆加载电流进行实际燃料电池系统实时优化控制，可以保证燃料电池实际启动过程中较快的低温启动时间和较低的启动总能耗。
为达到以上目的，第一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池低温启动控制方法，该方法包括：
根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
将所述最优PTC加热功率及所述最优电堆加载电流输入至所述低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
将所述最优PTC加热功率、所述最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使所述实际燃料电池低温启动；
实时采集所述实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
根据所述电堆输出实际电压及所述电堆输出目标电压的偏差调节所述最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及所述电堆冷却液目标出口温度偏差调节所述最优PTC加热功率。
可选的，根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流.包括：
建立低温启动性能预测模型；其中，所述低温启动性能预测模型的输入参数包括燃料电池电堆初始参数、环境参数、电堆工作条件、电堆物性参数、PTC加热功率参数、电堆加载电流参数；所述低温启动性能预测模型的输出参数包括电堆冷却液出口温度参数、燃料电池冷启动时间参数、电堆输出电压参数及启动总能耗参数；
基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解以得到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
可选的，建立低温启动性能预测模型，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)；
其中，Paramsini为所述燃料电池电堆初始参数、Paramsamb为所述环境参数、Paramscond为所述电堆工作条件、Paramsstack为所述电堆物性参数、Pptc为所述PTC加热功率参数、Istack为所述电堆加载电流参数；
Tcool为所述电堆冷却液出口温度参数、t为所述燃料电池冷启动时间参数、Vstack为所述电堆输出电压参数，W为所述启动总能耗参数；
基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)；
min[W，t]
其中，Imin，Imax分别表示电堆低温启动过程中最小许用电堆电流及最大许用电流；Pmax表示辅助加热系统PTC的最大许用加热功率。
可选的，基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)
min W
其中，ttarg表示燃料电池目标冷启动时间参数。
可选的，所述燃料电池电堆初始参数包括：质子膜初始水含量及电堆初始温度；
所述环境参数包括环境温度及电堆周围空气流速；
所述电堆工作条件包括反应气体温度、反应气体压力及反应气体过量系数；
所述电堆物性参数包括质子膜电极反应动力学参数。
第二方面，本发明实施例还提供了一种燃料电池低温启动控制装置，该装置包括：
最优控制参数确定模块，用于根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
目标参数确定模块，用于将所述最优PTC加热功率及所述最优电堆加载电流输入至所述低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
实际低温启动模块，用于将所述最优PTC加热功率、所述最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的初始控制参数以使所述实际燃料电池进行低温启动；
采集模块，用于实时采集所述实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
PID控制模块，用于根据所述电堆输出实际电压及所述电堆输出目标电压的偏差、根据电堆冷却液实际出口温度及所述电堆冷却液目标出口温度偏差调节所述最优PTC加热功率及调节所述最优电堆加载电流。
可选的，最优控制参数确定模块包括：
模型建立单元，用于建立低温启动性能预测模型；其中，所述低温启动性能预测模型的输入参数包括燃料电池电堆初始参数、环境参数、电堆工作条件、电堆物性参数、PTC加热功率参数、电堆加载电流参数；所述低温启动性能预测模型的输出参数包括电堆冷却液出口温度参数、燃料电池冷启动时间参数、电堆输出电压参数及启动总能耗参数；
最优控制参数确定单元，用于基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解以得到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的燃料电池低温启动控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现第一方面所述的燃料电池低温启动控制方法。
本发明实施例，根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流输入至低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；将最优PTC加热功率、最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使实际燃料电池低温启动；实时采集实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差调节最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率，如此实现了通过燃料电池低温启动模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流，同时利用最优PTC加热功率及最优电堆加载电流进行实际燃料电池系统实时优化控制，可以保证燃料电池实际启动过程中较快的低温启动时间和较低的启动总能耗。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种燃料电池低温启动控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种燃料电池低温启动控制方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种燃料电池低温启动控制装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的一种燃料电池低温启动控制方法的流程图，本实施例可适用于对燃料电池进行低温启动控制情况，该方法可以由燃料电池低温启动控制装置来执行，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S110、根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
其中，本实施例中低温启动性能预测模型基于燃料电池系统的本身工作机理进行建立；燃料电池系统包括空气系统、氢气系统、电堆及水热管理系统；其中水热管理系统包括PTC辅助加热；在燃料电池低温启动过程中，冷却水循环切换至小循环，利用PTC对少量冷却液进行加热，实现电堆内部均匀升温，达到快速启动的效果，同时保护电堆内的组件避免遭受损坏。具体的，本实施例中低温启动性能预测模型综合考虑PTC辅助加热因素及电堆内本身的工作电流因素对燃料电池低温启动过程的影响，搭建燃料电池低温启动性能预测模型。
基于综合考虑PTC辅助加热因素及电堆本身的工作因素搭建的燃料电池低温启动性能预测模型可以确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流，以保证低温启动性能预测模型输出的低温启动时间较快及启动总能耗最低。可以理解的是，低温启动性能预测模型的具体模型不作具体的限定，可以为网络模型，可以为数学模型等。
S120、将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流输入至低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
其中，将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流输入至低温启动性能预测模型，可以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；电堆输出目标电压、电堆冷却液目标出口温度分别与低温启动性能预测模型输出的最低启动总能耗及较快低温启动时间相关。
S130、将最优PTC加热功率、最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使实际燃料电池低温启动；
S140、实时采集实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
其中，由于低温启动性能预测模型与实际燃料电池低温启动过程存在差异性，将最优PTC加热功率、最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使实际燃料电池低温启动，在实际燃料电池低温启动过程中，可以实时采集实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度。
S150、根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差调节最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率。
其中，在实际的低温启动过程中，利用PID闭环控制方法，根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差调节最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率，可以避免低温启动性能预测模型存在误差，亦或者低温启动性能预测模型与实际燃料电池低温启动过程存在的差异性导致的控制滞后性，确保实时进行优化控制，鲁棒性更好，最终确保燃料电池实际启动过程中电堆冷却液的出口温度为电堆冷却液目标出口温度，电堆输出的电压为电堆输出目标电压，从而保证燃料电池实际启动过程中启动总能耗最低、启动时间较低。
本实施例，实现了通过燃料电池低温启动模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流，同时利用最优PTC加热功率及最优电堆加载电流进行实际燃料电池系统实时优化控制，可以最终保证燃料电池实际启动过程中较快的低温启动时间和较低的实际启动总能耗。
可选的，在上述实施例的基础上，进一步对确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流进行细化，图2是本发明实施例提供的另一种燃料电池低温启动控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
S210、建立低温启动性能预测模型；其中，低温启动性能预测模型的输入参数包括燃料电池电堆初始参数、环境参数、电堆工作条件、电堆物性参数、PTC加热功率参数、电堆加载电流参数；低温启动性能预测模型的输出参数包括电堆冷却液出口温度参数、燃料电池冷启动时间参数、电堆输出电压参数及启动总能耗参数；
其中，低温启动性能预测模型具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)；
其中，Paramsini为燃料电池电堆初始参数、Paramsamb为环境参数、Paramscond为电堆工作条件、Paramsstack为电堆物性参数、Pptc为PTC加热功率参数、Istack为电堆加载电流参数；燃料电池电堆初始参数包括：质子膜初始水含量及电堆初始温度；环境参数包括环境温度及电堆周围空气流速；电堆工作条件包括反应气体温度、反应气体压力及反应气体过量系数；电堆物性参数包括质子膜电极反应动力学参数。
Tcool为电堆冷却液出口温度参数、t为燃料电池冷启动时间参数、Vstack为电堆输出电压参数，W为启动总能耗参数。
该模型建立的前提为：(1)电堆初始温度与环境温度相同；2)燃料电池低温启动过程中环境温度保持恒定；3)反应气体温度、反应气体压力均不受燃料系统中管阀件的影响；4)质子膜初始水含量为固定值。
S220、基于燃料电池冷启动时间参数最短及启动总能耗参数最小，根据低温启动性能预测模型对PTC加热功率参数及电堆加载电流参数进行寻优求解以得到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
其中，在一些实施例中，基于燃料电池冷启动时间参数最短及启动总能耗参数最小，根据低温启动性能预测模型对PTC加热功率参数及电堆加载电流参数进行寻优求解，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)；
min[W，t]
其中，Imin，Imax分别表示电堆低温启动过程中最小许用电堆电流及最大许用电流；Pmax表示辅助加热系统PTC的最大许用加热功率。
根据上述多目标预测模型及各约束条件可以寻优找到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
在另一些实施例中，基于燃料电池冷启动时间参数最短及启动总能耗参数最小，根据低温启动性能预测模型对PTC加热功率参数及电堆加载电流参数进行寻优求解，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)
min W
其中，ttarg表示燃料电池目标冷启动时间参数；
该实施例考虑模型的简洁性与易算性，对燃料电池低温启动时间t设置为约束条件，可将上述多目标模型转化为单目标模型；单目标模型寻优计算时间短；为进一步保证模型寻优准确性，采用离线/在线的顺序搜索算法进行寻优。对电堆加载电流、PTC加热功率分别进行离散化处理：
I＝[Imin，I0，I1，…，In，Imax]
Pptc＝[0，P0，P1，…，Pn，Pmax]
对加载电流I和PTC加热功率Pptc离散化后的取值进行排列组合得到求解域X，假设求解域X共包含r组参数对，例如X(1)＝[Imin，P0]，基于上述燃料电池低温启动性能预测模型可以计算出在不同控制参数下(I，Pptc)的启动总能耗W、低温启动时间t，从而寻优得到最优控制参数对Xopt＝(I′，Pptc′)，即最优电堆加载电流及最优PTC加热功率。
S230、将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流输入至低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
S240、将最优PTC加热功率、最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使实际燃料电池低温启动；
S250、实时采集实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
S260、根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差调节最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率。
本实施例，在上述实施例基础上，进一步通过寻优求解多目标模型或者单目标模型对最优PTC加热功率及最优电堆加载电流提供理论数据支撑，从而将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流作为燃料电池系统低温启动初始输入的控制参数，并根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差调节最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率，达到对控制参数(PTC加热功率、电堆加载电流)进行实时控制调整，进而实现实际低温启动过程中的启动总能耗(辅助加热功耗、氢耗)最低及低温启动时间可接受。
本发明实施例还提供了一种燃料电池低温启动控制装置；该燃料电池低温启动控制装置可执行本发明任意实施例所提供的燃料电池低温启动控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。图3是本发明实施例提供的一种燃料电池低温启动控制装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：
最优控制参数确定模块10，用于根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
目标参数确定模块20，用于将最优PTC加热功率及最优电堆加载电流输入至低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
实际低温启动模块30，用于将最优PTC加热功率、最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的初始控制参数以使实际燃料电池进行低温启动；
采集模块40，用于实时采集实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
PID控制模块50，用于根据电堆输出实际电压及电堆输出目标电压的偏差、根据电堆冷却液实际出口温度及电堆冷却液目标出口温度偏差调节最优PTC加热功率及调节最优电堆加载电流。
可选的，最优控制参数确定模块包括：
模型建立单元，用于建立低温启动性能预测模型；其中，低温启动性能预测模型的输入参数包括燃料电池电堆初始参数、环境参数、电堆工作条件、电堆物性参数、PTC加热功率参数、电堆加载电流参数；低温启动性能预测模型的输出参数包括电堆冷却液出口温度参数、燃料电池冷启动时间参数、电堆输出电压参数及启动总能耗参数；
最优控制参数确定单元，用于基于燃料电池冷启动时间参数最短及启动总能耗参数最小，根据低温启动性能预测模型对PTC加热功率参数及电堆加载电流参数进行寻优求解以得到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
本发明实施例还提供了一种电子设备，图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73；设备中处理器70的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器70为例；设备中的处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器71作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的燃料电池低温启动控制方法对应的程序指令/模块。处理器70通过运行存储在存储器71中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备/终端/服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的燃料电池低温启动控制方法。
存储器71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；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器71可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器71可进一步包括相对于处理器70远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置72可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备器的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置73可包括显示屏等显示设备。
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种燃料电池低温启动控制方法，该方法包括：
根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
将所述最优PTC加热功率及所述最优电堆加载电流输入至所述低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
将所述最优PTC加热功率、所述最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使所述实际燃料电池低温启动；
实时采集所述实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
根据所述电堆输出实际电压及所述电堆输出目标电压的偏差调节所述最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及所述电堆冷却液目标出口温度偏差调节所述最优PTC加热功率。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的燃料电池低温启动控制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种燃料电池低温启动控制方法，其特征在于，包括：
根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
将所述最优PTC加热功率及所述最优电堆加载电流输入至所述低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
将所述最优PTC加热功率、所述最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的控制参数以使所述实际燃料电池低温启动；
实时采集所述实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
根据所述电堆输出实际电压及所述电堆输出目标电压的偏差调节所述最优电堆加载电流；根据电堆冷却液实际出口温度及所述电堆冷却液目标出口温度偏差调节所述最优PTC加热功率。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池低温启动控制方法，其特征在于，根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流.包括：
建立低温启动性能预测模型；其中，所述低温启动性能预测模型的输入参数包括燃料电池电堆初始参数、环境参数、电堆工作条件、电堆物性参数、PTC加热功率参数、电堆加载电流参数；所述低温启动性能预测模型的输出参数包括电堆冷却液出口温度参数、燃料电池冷启动时间参数、电堆输出电压参数及启动总能耗参数；
基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解以得到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池低温启动控制方法，其特征在于，建立低温启动性能预测模型，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)；
其中，Paramsini为所述燃料电池电堆初始参数、Paramsamb为所述环境参数、Paramscond为所述电堆工作条件、ParamSstack为所述电堆物性参数、Pptc为所述PTC加热功率参数、Istack为所述电堆加载电流参数；
Tcool为所述电堆冷却液出口温度参数、t为所述燃料电池冷启动时间参数、Vstack为所述电堆输出电压参数，W为所述启动总能耗参数；
基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)；
min[W，t]
其中，Imin，Imax分别表示电堆低温启动过程中最小许用电堆电流及最大许用电流；Pmax表示辅助加热系统PTC的最大许用加热功率。
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池低温启动控制方法，其特征在于，具体为：基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解，具体为：
[Tcool，t，Vstack，W]＝f(Paramsini，Paramsamb，Paramscond，Paramsstack，Pptc，Istack)
minW
其中，ttarg表示燃料电池目标冷启动时间参数。
5.根据权利要求2所述的一种燃料电池低温启动控制方法，其特征在于，所述燃料电池电堆初始参数包括：质子膜初始水含量及电堆初始温度；
所述环境参数包括环境温度及电堆周围空气流速；
所述电堆工作条件包括反应气体温度、反应气体压力及反应气体过量系数；
所述电堆物性参数包括质子膜电极反应动力学参数。
6.一种燃料电池低温启动控制装置，其特征在于，包括：
最优控制参数确定模块，用于根据低温启动性能预测模型确定最优PTC加热功率及最优电堆加载电流；
目标参数确定模块，用于将所述最优PTC加热功率及所述最优电堆加载电流输入至所述低温启动性能预测模型以确定电堆输出目标电压及电堆冷却液目标出口温度；
实际低温启动模块，用于将所述最优PTC加热功率、所述最优电堆加载电流作为实际燃料电池低温启动的初始控制参数以使所述实际燃料电池进行低温启动；
采集模块，用于实时采集所述实际燃料电池低温启动过程的电堆输出实际电压及电堆冷却液实际出口温度；
PID控制模块，用于根据所述电堆输出实际电压及所述电堆输出目标电压的偏差、根据电堆冷却液实际出口温度及所述电堆冷却液目标出口温度偏差调节所述最优PTC加热功率及调节所述最优电堆加载电流。
7.根据权利要求6所述的燃料电池低温启动控制装置，其特征在于，最优控制参数确定模块包括：
模型建立单元，用于建立低温启动性能预测模型；其中，所述低温启动性能预测模型的输入参数包括燃料电池电堆初始参数、环境参数、电堆工作条件、电堆物性参数、PTC加热功率参数、电堆加载电流参数；所述低温启动性能预测模型的输出参数包括电堆冷却液出口温度参数、燃料电池冷启动时间参数、电堆输出电压参数及启动总能耗参数；
最优控制参数确定单元，用于基于所述燃料电池冷启动时间参数最短及所述启动总能耗参数最小，根据所述低温启动性能预测模型对所述PTC加热功率参数及所述电堆加载电流参数进行寻优求解以得到最优PTC加热功率及最优电堆加载电流。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一项所述的燃料电池低温启动控制方法。
9.一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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的燃料电池低温启动控制方法。
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