气体压力控制方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种气体压力控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.燃料电池以氢气和空气分别作为阳极和阴极的反应气体，经过电化学反应产生电能。氢气压力和空气压力是影响燃料电池汽车可在任意温度中成功启动的关键因素之一，将氢气压力和空气压力调节到最合适的值，使得燃料电池汽车可在任意温度中成功启动。目前，燃料电池电堆在快速加减负载过程中，氢气压力和空气压力之间的差值随着燃料电池输出功率而波动变化，使得燃料电池电堆不能正常输出相应的输出功率。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气体压力控制方法，能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以能够正常输出相应的输出功率。
4.本发明还提出一种气体压力控制装置。
5.本发明还提出一种气体压力控制设备。
6.本发明还提出一种计算机可读存储介质。
7.第一方面，本发明的一个实施例提供了气体压力控制方法，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，所述气体压力控制方法包括：
8.接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机；
9.根据筛选得到的目标转速调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力；
10.根据所述目标空气压力调节所述电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力；
11.若所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围，输出目标功率。
12.本发明实施例的气体压力控制方法至少具有如下有益效果：在燃料电池系统满足开机启动的条件后，接收输入的系统启动指令，在接收到系统启动指令后，燃料电池系统开启检测装置对系统内部进行状态检测，得到系统状态信息，燃料电池系统根据系统状态信息进行开机，在燃料电池系统开机后，实时检测得到电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路的空气压力筛选得到目标转速，并将空压机的转速调节至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，将目标空气压力和目标氢气压力与目标范围进行比较，若目标空气压力和目标氢气压力均达到相应的目标范围，则输出目标电流。通过实时检测电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路当前的空气压力调节转速至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力获取目标氢气压力，并将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，将目标空气压力和目标氢气压力调节至目标范围，使输出目
标电流，能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以能够正常输出相应的输出功率。
13.根据本发明的另一些实施例的气体压力控制方法，所述燃料电池系统还包括：目标阀门、空压机和喷氢气件，在所述接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机之前，所述气体压力控制方法还包括：
14.获取所述目标阀门的状态，得到目标阀门状态；
15.获取所述空压机的状态，得到空压机状态；
16.获取所述喷氢气件的状态，得到喷氢气件状态；
17.若所述目标阀门状态表示所述目标阀门关闭，所述空压机状态表示所述空压机停止工作，且所述喷氢气件状态表示所述喷氢气件停止工作，则完成系统启动前准备。
18.根据本发明的另一些实施例的气体压力控制方法，所述接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机，包括：
19.根据所述系统启动指令启动系统初始化检测，以对所述燃料电池系统的若干零部件进行状态检测，得到所述系统状态信息；
20.若所述系统状态信息表示若干所述零部件均正常，则启动开机；
21.若所述系统状态信息表示任一所述零部件故障，则中止开机，并发送故障警告。
22.根据本发明的另一些实施例的气体压力控制方法，所述电堆空气回路包括空气进气口和空气出气口，所述根据所述电堆空气回路的空气压力筛选得到目标转速，并调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，包括：
23.监控所述空气进气口的空气压力，得到空气进气口压力；监控所述空气出气口的空气压力，得到空气出气口压力；
24.根据所述空气进气口压力和所述空气进气口压力在预先存储的转速档位中进行筛选，得到所述目标转速；
25.根据所述目标转速调节所述空气进气口和所述空气出气口的空气压力，以调节所述电堆空气回路的空气压力至所述目标空气压力。
26.根据本发明的另一些实施例的气体压力控制方法，所述根据所述目标空气压力调节所述电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力，包括：
27.将所述目标空气压力与预设的目标空气压力范围进行比较，得到空气压力比较结果；
28.若所述空气压力比较结果表示所述目标空气压力于所述目标空气压力范围内，根据所述目标空气压力筛选得到目标氢气压力限值；
29.根据所述目标氢气压力限值调节所述电堆氢气回路的氢气压力至所述目标氢气压力。
30.根据本发明的另一些实施例的气体压力控制方法，在所述根据所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围输出目标电流，以使所述燃料电池系统正常运行之后，所述气体压力控制方法还包括：
31.检测电堆的氢气侧的积水液位，得到氢气侧积水液位；
32.将所述氢气侧积水液位与预设的积水阈值范围进行比较，得到积水情况信息；
33.根据所述积水情况信息筛选预设的控制指令，得到目标控制指令，以根据所述目标控制指令进行排水。
34.根据本发明的另一些实施例的气体压力控制方法，在所述根据所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围输出目标电流，以使所述燃料电池系统正常运行之后，所述气体压力控制方法还包括：
35.接收加减载指令，根据所述加减载指令筛选加减载转速；
36.根据所述加减载转速调节所述电堆空气回路的空气压力至加减载空气压力；
37.根据所述加减载空气压力筛选得到加减载氢气压力限值；
38.根据所述加减载氢气压力限值调节所述电堆氢气回路的氢气压力至加减载氢气压力。
39.第二方面，本发明的一个实施例提供了气体压力控制装置，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，所述气体压力控制装置包括：
40.系统开机模块，用于接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机；
41.空气压力调节模块，用于根据筛选得到的目标转速调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力；
42.氢气压力调节模块，用于根据所述目标空气压力调节所述电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力；
43.系统运行模块，若所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围，用于输出目标功率。
44.本发明实施例的气体压力控制装置至少具有如下有益效果：在燃料电池系统满足开机启动的条件后，系统开机模块接收输入的系统启动指令，在接收到系统启动指令后，燃料电池系统开启检测装置对系统内部进行状态检测，得到系统状态信息，燃料电池系统根据系统状态信息进行开机，在燃料电池系统开机后，空气压力调节模块实时检测得到电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路的空气压力筛选得到目标转速，并将空压机的转速调节至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，氢气压力调节模块根据目标空气压力将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，系统运行模块将目标空气压力和目标氢气压力与目标范围进行比较，若目标空气压力和目标氢气压力均达到相应的目标范围，则输出目标电流。通过实时检测电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路当前的空气压力调节转速至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力获取目标氢气压力，并将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，将目标空气压力和目标氢气压力调节至目标范围，输出目标电流，能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以能够正常输出相应的输出功率。
45.第三方面，本发明的一个实施例提供了气体压力控制设备，包括：
46.至少一个处理器，以及，
47.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
48.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一
个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的气体压力控制方法。
49.第四方面，本发明的一个实施例提供了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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面所述的气体压力控制方法。
50.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
51.图1是本发明实施例中气体压力控制方法的一具体实施例流程示意图；
52.图2是本发明实施例中气体压力控制方法的另一具体实施例流程示意图；
53.图3是图1中步骤s101的一具体实施例流程示意图；
54.图4是图1中步骤s102的一具体实施例流程示意图；
55.图5是图1中步骤s103的一具体实施例流程示意图；
56.图6是本发明实施例中气体压力控制方法的另一具体实施例流程示意图；
57.图7是本发明实施例中气体压力控制方法的另一具体实施例流程示意图；
58.图8是本发明实施例中气体压力控制装置的一具体实施例模块框图；
59.图9是本发明实施例中燃料电池系统的一具体实施例结构示意图。
60.附图标记说明：
61.系统开机模块101、空气压力调节模块102、氢气压力调节模块103、系统运行模块104。
具体实施方式
62.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
63.在为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
64.需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
65.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
66.在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应
当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
67.燃料电池以氢气和空气分别作为阳极和阴极的反应气体，经过电化学反应产生电能。氢气压力和空气压力是影响燃料电池汽车可在任意温度中成功启动的关键因素之一，将氢气压力和空气压力调节到最合适的值，使得燃料电池汽车可在任意温度中成功启动。目前，燃料电池电堆在快速加减负载过程中，氢气压力和空气压力之间的差值随着燃料电池输出功率而波动变化，使得燃料电池电堆不能正常输出相应的输出功率。
68.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气体压力控制方法，能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以能够正常输出相应的输出功率。
69.请参照图1，图1示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，气体压力控制方法应用于燃料电池系统，燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，气体压力控制方法具体包括但不限于包括步骤s101至步骤s104。
70.步骤s101，接收系统启动指令，根据系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据系统状态信息控制开机；
71.步骤s102，根据筛选得到的目标转速调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力；
72.步骤s103，根据目标空气压力调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力；
73.步骤s104，若目标空气压力和目标氢气压力达到目标范围，则输出目标功率。
74.在本实施例所示意的步骤s101至步骤s104，在燃料电池系统满足开机启动的条件后，接收输入的系统启动指令，在接收到系统启动指令后，燃料电池系统开启检测装置对系统内部进行状态检测，得到系统状态信息，燃料电池系统根据系统状态信息进行开机，在燃料电池系统开机后，实时检测得到电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路的空气压力筛选得到目标转速，并将空压机的转速调节至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，将目标空气压力和目标氢气压力与目标范围进行比较，若目标空气压力和目标氢气压力均达到相应的目标范围，则输出目标电流。通过实时检测电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路当前的空气压力调节转速至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力获取目标氢气压力，并将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，将目标空气压力和目标氢气压力调节至目标范围，使输出目标电流，能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以能够正常输出相应的输出功率。
75.请参照图2，图2示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，燃料电池系统还包括：目标阀门、空压机和喷氢气件，在接收系统启动指令，根据系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据系统状态信息控制开机之前，气体压力控制方法还包括但不限于包括步骤s201至步骤s204。
76.步骤s201，获取目标阀门的状态，得到目标阀门状态；
77.步骤s202，获取空压机的状态，得到空压机状态；
78.步骤s203，获取喷氢气件的状态，得到喷氢气件状态；
79.步骤s204，若目标阀门状态表示目标阀门关闭，空压机状态表示空压机停止工作，且喷氢气件状态表示喷氢气件停止工作，则完成系统启动前的准备。
80.在本实施例所示意的步骤s201至步骤s204，实时检测目标阀门的工作状态，并获取得到目标阀门状态，实时检测空压机的工作状态，并获取得到空压机状态，实时检测喷氢气件的工作状态，并获取得到喷氢气件状态，若目标阀门状态表示目标阀门处于关闭的状态，且空压机状态表示空压机处于停止工作的状态，及喷氢气件状态表示喷氢气件处于停止工作的状态，则完成燃料电池系统在启动前的准备工作。通过检测目标阀门、空压机和喷氢气件的工作状态，以完成燃料电池系统启动前的准备工作，能够降低燃料电池系统启动时目标阀门、空压机和喷氢气件出现故障的可能性。
81.需要说明的是，完成燃料电池系统启动前的准备工作还包括：通过内置的传感器实时监控电堆氢气回路，以监控电堆氢气回路的进气口的压力、温度和湿度参数处于正常范围内，并监控电堆氢气回路的出气口的压力、温度和湿度参数处于正常范围内；监控氢气减压阀前端的压力，将氢气减压阀前端的压力保持于正常范围内。
82.参照图9，图9示出了本发明实施例中燃料电池系统的结构示意图。目标阀门包括：第一关断阀、空气单向阀、第一排水阀、第二排水阀、氢气单向阀、氢气关断阀、氢气减压阀和第二关断阀。其中，第一关断阀为图9中的阀门j，空气单向阀为图9中的阀门k，第一排水阀为图9中的阀门l，第二排水阀为图9中的阀门m，氢气单向阀为图9中的阀门n，氢气关断阀为图9中的阀门o，氢气减压阀为图9中的阀门p，第二关断阀为图9中的阀门q。完成燃料电池系统启动前的准备工作还包括：监控第一关断阀的开关状态，监控空气单向阀的开关状态，监控第一排水阀的开关状态，监控第二排水阀的开关状态，监控氢气单向阀的开关状态，监控氢气关断阀的开关状态，监控氢气减压阀的开关状态，监控第二关断阀的开关状态。
83.请参照图3，图3示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机具体包括但不限于包括步骤s301至步骤s303。
84.步骤s301，根据系统启动指令启动系统初始化检测，以对燃料电池系统的若干零部件进行状态检测，得到系统状态信息；
85.步骤s302，若系统状态信息表示若干零部件均正常，则启动开机；
86.步骤s303，若系统状态信息表示任一零部件故障，则中止开机，并发送故障警告。
87.在本实施例所示意的步骤s301至步骤s303，根据系统启动指令调用系统初始化检测的程序，并启动系统初始化检测流程，对燃料电池系统内置的若干零部件进行状态检测，得到包括各个零部件的状态信息，即系统状态信息，若系统状态信息表示若干零部件均处于正常状态，则燃料电池系统启动开机；若系统状态信息表示其中一个零部件处于故障状态，则燃料电池系统中止开机，并发送故障警告至交互端。通过在燃料电池系统启动开机前检测各个零部件的状态信息，以根据各个零部件的状态信息进行开机或者中止，能够在燃料电池系统开机过程中保护内部的零部件。
88.需要说明的是，参照图9，零部件包括：中冷器与增湿器、空气滤清器、空压机、空压机控制器、消音器、分水器、增压器、氢气引射器和氢气喷射器。其中，中冷器与增湿器为图9中的器件a，空气滤清器为图9中的器件b，空压机为图9中的器件c，空压机控制器为图9中的器件d，消音器为图9中的器件e，分水器为图9中的器件f，增压器为图9中的器件g，氢气引射
器为图9中的器件h，氢气喷射器为图9中的器件i。
89.氢瓶具备内置柔性隔膜及底部加压口：底部为大气压时，储氢瓶内部柔性隔膜向氢瓶底部伸展；底部为外加压力时，储氢瓶内部柔性隔膜向氢瓶顶部伸展。增压器内部具有三个内置空腔：依次为上腔、中腔和下腔；上腔、中腔和下腔之间通过两片高强度柔性隔膜密闭隔离；上腔为氢腔，具有进氢口与出氢口；中腔为上下腔的缓冲伸展密闭区；下腔为空气腔，有空气进气的进气口。
90.请参照图4，图4示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，电堆空气回路包括空气进气口和空气出气口，所述根据筛选得到的目标转速调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力具体包括但不限于包括步骤s401至步骤s403。
91.步骤s401，监控空气进气口的空气压力，得到空气进气口压力；监控空气出气口的空气压力，得到空气出气口压力；
92.步骤s402，根据空气进气口压力和空气进气口压力在预先存储的转速档位中进行筛选，得到目标转速；
93.步骤s403，根据目标转速调节空气进气口和空气出气口的空气压力，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力。
94.在本实施例所示意的步骤s401至步骤s403，实时对电堆空气回路的空气压力进行监控，包括监控空气进气口的空气压力，得到空气进气口压力，监控空气出气口的空气压力，得到空气出气口压力，根据空气进气口压力和空气进气口压力在预先存储的转速档位中筛选需要调节至的转速档位，得到目标转速，根据目标转速调节空压机的转速，以调节空气进气口的空气压力和空气出气口的空气压力，进而使得电堆空气回路的空气压力调节至目标空气压力。通过监控空气进气口的空气压力和空气出气口压力，调节空压机的转速至目标转速，进而使得电堆空气回路的空气压力调节至目标空气压力，能够实时监控电堆空气回路的空气压力，并根据电堆空气回路的空气压力实时调节空压机的转速，以调节电堆空气回路的空气压力。
95.需要说明的是，调节空压机的转速至目标转速，以使空气进气口的空气压力达到空气进气口的目标值范围，空气出气口的空气压力达到空气出气口的目标值范围，同时空气压力通过管道传递压力至增压器，由增压器通过内部伸缩隔膜将压力传递至电堆的氢气进气口，保证了启动阶段下电堆空气回路与电堆氢气回路的空气压力相对平衡，电堆两端的空气压力建立超前于氢气压力建立，从而导致电堆内部双极板结构破损或隔膜破裂的情况出现。
96.请参照图5，图5示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，根据目标空气压力调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力具体包括但不限于包括步骤s501至步骤s503。
97.步骤s501，将目标空气压力与预设的目标空气压力范围进行比较，得到空气压力比较结果；
98.步骤s502，若空气压力比较结果表示目标空气压力于目标空气压力范围内，根据目标空气压力筛选得到目标氢气压力限值；
99.步骤s503，根据目标氢气压力限值调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压
力。
100.在本实施例所示意的步骤s501至步骤s503，将目标空气压力与预设的目标空气压力范围进行比较，得到空气压力比较结果，若空气压力比较结果表示目标空气压力于目标空气压力范围内，根据当前的目标空气压力和对应的关系筛选得到目标氢气压力限值，调节氢气喷射器喷射的氢气在目标氢气压力限值的范围内，以调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力。通过目标空气压力获取目标氢气压力限值，并根据目标氢气压力限值调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力，能够根据空气压力实时调节氢气压力，使燃料电池系统的空气压力和氢气压力保持在相对平衡的情况。
101.需要说明的是，当电堆空气回路的空气压力建立完成后，控制氢气减压阀和氢气关断阀开启，使氢瓶中氢气传输到氢气喷射器的后端，此时，根据电堆氢气回路的氢气进气口的氢气压力和氢气出气口的氢气压力的氢气压力要求，控制氢气喷射器动态调节氢气进气口和氢气出气口的氢气压力，从而达到电堆的氢气进气口和氢气出气口的氢气压力要求。
102.请参照图6，图6示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，在根据目标空气压力和目标氢气压力达到目标范围输出目标电流，以使燃料电池系统正常运行之后，气体压力控制方法还包括但不限于包括步骤s601至步骤s603。
103.步骤s601，检测电堆的氢气侧的积水液位，得到氢气侧积水液位；
104.步骤s602，将氢气侧积水液位与预设的积水阈值范围进行比较，得到积水情况信息；
105.步骤s603，根据积水情况信息筛选预设的控制指令，得到目标控制指令，以根据目标控制指令进行排水。
106.在本实施例所示意的步骤s601至步骤s603，在燃料电池系统工作的过程中，通过传感器实时检测电堆的氢气侧的积水液位，即检测电堆氢气回路上分水器的积水液位，得到氢气侧积水液位，将氢气侧积水液位与预设的积水阈值范围进行比较，得到比较结果，即积水情况信息，根据积水情况信息从预设的控制指令中筛选对应的控制指令，得到目标控制指令，以使燃料电池系统根据目标控制指令执行相应的排水操作。通过实时检测积水液位筛选得到相应的目标控制指令，根据目标控制指令进行相应的排水操作，能够利用系统内的压力作为主要排水压力源，降低排水时氢气一同排出泄露的风险。
107.需要说明的是，系统运行过程中，电堆氢气侧不可避免会出现积水，设计氢空压力下的排水规则，通过在分水器中预留一定液位，隔离氢气回路与空气回路，同时保证系统运行和排水过程中，能够利用系统内的空气压力作为主要排水压力源，降低排水时氢气一同排出泄露的风险。其中，燃料电池系统根据目标控制指令对应调用相应的排水规则。
108.氢气侧积水液位包括第一积水液位和第二积水液位，排水规则根据第一积水液位和第二积水液位设置，排水规则与第一积水液位、第二积水液位的对应关系如下表1所示。
109.表1
110.[0111][0112]
请参照图7，图7示出了本发明实施例中气体压力控制方法的流程示意图。在一些实施例中，在根据目标空气压力和目标氢气压力达到目标范围输出目标电流，以使燃料电池系统正常运行之后，气体压力控制方法还包括但不限于包括步骤s701至步骤s704。
[0113]
步骤s701，接收加减载指令，根据加减载指令筛选加减载转速；
[0114]
步骤s702，根据加减载转速调节电堆空气回路的空气压力至加减载空气压力；
[0115]
步骤s703，根据加减载空气压力筛选得到加减载氢气压力限值；
[0116]
步骤s704，根据加减载氢气压力限值调节电堆氢气回路的氢气压力至加减载氢气压力。
[0117]
在本实施例所示意的步骤s701至步骤s704，在燃料电池系统工作的过程中，若接
收到加减载指令，则根据加减载指令从预先存储的转速档位中筛选得到加载或减载的转速，得到加减载转速，并将空压机的转速调节至加减载转速，以调节电堆空气回路的空气压力至加减载空气压力，根据加减载空气压力和对应的关系筛选得到加减载氢气压力限值，调节氢气喷射器喷射的氢气在加减载氢气压力限值的范围内，以调节电堆氢气回路的氢气压力至加减载氢气压力。通过接收加减载指令筛选得到加减载转速，并调节空压机的转速至加减载转速，进而调节电堆空气回路的空气压力至加减载空气压力，根据加减载空气压力筛选得到加减载氢气压力限值，根据加减载氢气压力限值调节电堆氢气回路的氢气压力至加减载氢气压力，能够在燃料电池系统工作的过程中，保持空气压力和氢气压力的情况下调节空气压力和氢气压力。
[0118]
需要说明的是，燃料电池系统运行过程中，若氢气减压阀开启后，内置的控制器检测到氢气关断阀和氢气减压阀之间的氢气压力大于输入电堆的氢气压力，并超过一定阈值时，第二关断阀处于关闭状态；此时依靠氢瓶内部的氢气压力为电堆提供充足的氢气；控制器检测到氢气关断阀和氢气减压阀之间的氢气压力小于输入电堆的氢气压力，此时控制器开启第二关断阀，通过氢瓶底部的隔膜舱，将使空气回路的空气压力注入氢瓶，将氢瓶内部剩余氢气挤压出氢瓶，保证电堆内氢气的供应充足，能够解决目前实际运行中氢系统使用后，总会出现氢瓶剩余约2～3mpa氢气的问题。
[0119]
在一些实施例中，当燃料电池系统需要进行关机操作时，控制器控制燃料电池系统减载至最小电流的输出状态(即怠速状态)。燃料电池系统进入关机吹扫过程，包括：电堆空气回路正常工作，控制器开启第一排水阀和第二排水阀，关闭空气单向阀，持续吹扫一段时间后，使电堆氢气回路水分吹干。最后，控制器向dc/dc发送零目标电流需求，dc/dc停止对电堆进行电流拉载；控制器关闭氢瓶底部的第二关断阀，关闭氢气关断阀，关闭氢气减压阀；在此状态下，持续运行空压机一段时间后，停止空压机运行，再关闭电堆空气出口处的第一关断阀；随后，燃料电池系统完成关机。
[0120]
电池燃料系统分为电堆、电堆氢气回路的执行件、电堆空气回路的执行件三部分。电堆氢气回路包括增压器，电堆空气回路包括空气排水子回路和空气增压子回路，空气排水子回路包括空气单向阀、第二排水阀、储水箱及液位传感器，空气增压子回路包括增压器及其空气管道、第二关断阀、以及具备底部注压的氢瓶。
[0121]
另外，本技术实施例还公开了气体压力控制装置，请参照图8，图8是本发明的一个实施例公开了气体压力控制装置的模块框图。应用于燃料电池系统，燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，且，可以实现上述气体压力控制方法，气体压力控制装置包括：系统开机模块101、空气压力调节模块102、氢气压力调节模块103和系统运行模块104。系统开机模块101、空气压力调节模块102、氢气压力调节模块103和系统运行模块104均为通信连接。
[0122]
系统开机模块801接收系统启动指令，根据系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据系统状态信息控制开机。空气压力调节模块802根据筛选得到的目标转速调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力。氢气压力调节模块803根据目标空气压力调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力。若目标空气压力和目标氢气压力达到目标范围，系统运行模块803输出目标功率。
[0123]
在燃料电池系统满足开机启动的条件后，系统开机模块801接收输入的系统启动
指令，在接收到系统启动指令后，燃料电池系统开启检测装置对系统内部进行状态检测，得到系统状态信息，燃料电池系统根据系统状态信息进行开机，在燃料电池系统开机后，空气压力调节模块802实时检测得到电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路的空气压力筛选得到目标转速，并将空压机的转速调节至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，氢气压力调节模块803根据目标空气压力将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，系统运行模块804将目标空气压力和目标氢气压力与目标范围进行比较，若目标空气压力和目标氢气压力均达到相应的目标范围，则输出目标电流。通过实时检测电堆空气回路的空气压力，根据电堆空气回路当前的空气压力调节转速至目标转速，以调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力获取目标氢气压力，并将电堆氢气回路的氢气压力调节至目标氢气压力，将目标空气压力和目标氢气压力调节至目标范围，输出目标电流，能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以能够正常输出相应的输出功率。
[0124]
其中，本实施例的气体压力控制装置的操作过程具体参照如上描述图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7中的气体压力控制方法步骤s101至步骤s104、步骤s201至步骤s204、步骤s301至步骤s303、步骤s401至步骤s403、步骤s501至步骤s503、步骤s601至步骤s603和步骤s701至步骤s704，此处不再赘述。
[0125]
本发明的另一个实施例公开了一种气体压力控制设备，包括：至少一个处理器，以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如图1中的控制方法步骤s101至步骤s104、图2中的控制方法步骤s201至步骤s204、图3中的控制方法步骤s301至步骤s303、图4中的控制方法步骤s401至步骤s403、图5中的控制方法步骤s501至步骤s503、图6中的控制方法步骤s601至步骤s603以及图7中的控制方法步骤s701至步骤s704的气体压力控制方法。
[0126]
本发明的另一个实施例公开了一种计算机可读存储介质，存储介质包括：存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行图1中的控制方法步骤s101至步骤s104、图2中的控制方法步骤s201至步骤s204、图3中的控制方法步骤s301至步骤s303、图4中的控制方法步骤s401至步骤s403、图5中的控制方法步骤s501至步骤s503、图6中的控制方法步骤s601至步骤s603以及图7中的控制方法步骤s701至步骤s704的气体压力控制方法。
[0127]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0128]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和
不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
[0129]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

技术特征：
1.一种气体压力控制方法，其特征在于，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，所述气体压力控制方法包括：接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机；根据筛选得到的目标转速调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力；根据所述目标空气压力调节所述电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力；若所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围，则输出目标功率。2.根据权利要求1所述的气体压力控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：目标阀门、空压机和喷氢气件，在所述接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机之前，所述气体压力控制方法还包括：获取所述目标阀门的状态，得到目标阀门状态；获取所述空压机的状态，得到空压机状态；获取所述喷氢气件的状态，得到喷氢气件状态；若所述目标阀门状态表示所述目标阀门关闭，所述空压机状态表示所述空压机停止工作，且所述喷氢气件状态表示所述喷氢气件停止工作，则完成系统启动前准备。3.根据权利要求2所述的气体压力控制方法，其特征在于，所述接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机，包括：根据所述系统启动指令启动系统初始化检测，以对所述燃料电池系统的若干零部件进行状态检测，得到所述系统状态信息；若所述系统状态信息表示若干所述零部件均正常，则启动开机；若所述系统状态信息表示任一所述零部件故障，则中止开机，并发送故障警告。4.根据权利要求3所述的气体压力控制方法，其特征在于，所述电堆空气回路包括空气进气口和空气出气口，所述根据筛选得到的目标转速调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，包括：监控所述空气进气口的空气压力，得到空气进气口压力；监控所述空气出气口的空气压力，得到空气出气口压力；根据所述空气进气口压力和所述空气进气口压力在预先存储的转速档位中进行筛选，得到所述目标转速；根据所述目标转速调节所述空气进气口和所述空气出气口的空气压力，以调节所述电堆空气回路的空气压力至所述目标空气压力。5.根据权利要求4所述的气体压力控制方法，其特征在于，所述根据所述目标空气压力调节所述电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力，包括：将所述目标空气压力与预设的目标空气压力范围进行比较，得到空气压力比较结果；若所述空气压力比较结果表示所述目标空气压力于所述目标空气压力范围内，根据所述目标空气压力筛选得到目标氢气压力限值；根据所述目标氢气压力限值调节所述电堆氢气回路的氢气压力至所述目标氢气压力。6.根据权利要求1所述的气体压力控制方法，其特征在于，在所述根据所述目标空气压
力和所述目标氢气压力达到目标范围输出目标电流，以使所述燃料电池系统正常运行之后，所述气体压力控制方法还包括：检测电堆的氢气侧的积水液位，得到氢气侧积水液位；将所述氢气侧积水液位与预设的积水阈值范围进行比较，得到积水情况信息；根据所述积水情况信息筛选预设的控制指令，得到目标控制指令，以根据所述目标控制指令进行排水。7.根据权利要求1所述的气体压力控制方法，其特征在于，在所述根据所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围输出目标电流，以使所述燃料电池系统正常运行之后，所述气体压力控制方法还包括：接收加减载指令，根据所述加减载指令筛选加减载转速；根据所述加减载转速调节所述电堆空气回路的空气压力至加减载空气压力；根据所述加减载空气压力筛选得到加减载氢气压力限值；根据所述加减载氢气压力限值调节所述电堆氢气回路的氢气压力至加减载氢气压力。8.一种气体压力控制装置，其特征在于，应用于燃料电池系统，所述燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，所述气体压力控制装置包括：系统开机模块，用于接收系统启动指令，根据所述系统启动指令进行状态检测，得到系统状态信息，并根据所述系统状态信息控制开机；空气压力调节模块，用于根据筛选得到的目标转速调节所述电堆空气回路的空气压力至目标空气压力；氢气压力调节模块，用于根据所述目标空气压力调节所述电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力；系统运行模块，若所述目标空气压力和所述目标氢气压力达到目标范围，用于输出目标功率。9.一种气体压力控制设备，其特征在于，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指令，所述指令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如权利要求1至7任一项所述的气体压力控制方法。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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至7任一项所述的气体压力控制方法。

技术总结
本发明公开了一种气体压力控制方法、装置、设备及存储介质，气体压力控制方法应用于燃料电池系统，燃料电池系统包括电堆空气回路和电堆氢气回路，气体压力控制方法包括：接收系统启动指令，并根据系统启动指令对燃料电池系统进行状态检测，得到系统状态信息，并根据系统状态信息控制燃料电池系统进行开机，根据筛选得到的目标转速调节电堆空气回路的空气压力至目标空气压力，根据目标空气压力调节电堆氢气回路的氢气压力至目标氢气压力，若目标空气压力和目标氢气压力达到目标范围，用于输出目标功率。本发明能够使得燃料电池系统在启动的过程中，保持空气压力和氢气压力处于平衡状态，以正常输出相应的输出功率。以正常输出相应的输出功率。以正常输出相应的输出功率。


技术研发人员：谢青山 马腾 曹桂军
受保护的技术使用者：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/13