氢燃料电池的控制方法、控制装置及计算机存储介质与流程

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及氢燃料电池的控制方法、控制装置及计算机存储介质。

背景技术：

随着新能源技术的发展，氢燃料电池已经应用至新能源汽车领域中。但由于氢气本身就具有易燃易爆的特性，因此，如若在电池堆处于不理想的状态下启动氢燃料电池，会存在很大的安全隐患，严重时甚至会导致车毁人亡。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种氢燃料电池的控制方法、控制装置及计算机存储介质，旨在通过在启动氢燃料电池前，检测氢燃料电池的状态，在氢燃料电池状态正常时启动氢燃料电池，从而避免使用异常状态下的氢燃料电池，保证了氢燃料电池的安全使用。

为实现上述目的，本发明提供一种氢燃料电池的控制方法，所述氢燃料电池的控制方法包括：

在接收到启动指令时，获取所述氢燃料电池对应的状态参数，其中，所述状态参数包括所述氢燃料电池的电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇状态和电池堆通气状态中的至少一个；

根据所述状态参数确定所述氢燃料电池的状态；

在所述氢燃料电池处于正常状态时，启动所述氢燃料电池。

可选地，所述在所述氢燃料电池处于正常状态时，启动所述氢燃料电池的步骤之后，还包括：

获取所述氢燃料电池的运行参数；

根据所述运行参数判断所述氢燃料电池是否发生运行故障；

在所述氢燃料电池发生运行故障时，对所述氢燃料电池进行故障处理。

可选地，所述在所述氢燃料电池发生运行故障时，对所述氢燃料电池进行故障处理的步骤包括：

在所述氢燃料电池发生运行故障时，获取所述运行参数对应的故障等级；

确定所述故障等级对应的故障处理操作；

根据所述故障等级对应的故障处理操作对所述氢燃料电池进行故障处理。

可选地，所述运行参数包括所述氢燃料电池的电池堆电压、电池堆电流以及电池堆温度中的至少一个。

可选地，所述对所述氢燃料电池进行故障处理包括以下至少一个：

关闭所述氢燃料电池；

降低所述氢燃料电池的电池堆的工作功率；

减小所述氢燃料电池的氢气进气口压力。

可选地，所述根据所述状态参数确定所述氢燃料电池的状态的步骤之后，所述氢燃料电池的控制方法还包括：

在所述氢燃料电池处于异常状态时，输出故障提示信息；

或者，执行所述对所述氢燃料电池进行故障处理的步骤的同时，输出所述故障提示信息。

可选地，所述在接收到启动指令时，获取所述氢燃料电池对应的状态参数的步骤之后，还包括：

显示所述氢燃料电池对应的状态参数；

在接收到针对所述状态参数的调整指令时，根据所述调整指令调节所述氢燃料电池。

可选地，所述启动所述氢燃料电池的步骤包括：

打开所述氢燃料电池的氢气进气阀和空气进气阀，并启动所述氢燃料电池的电池堆。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种氢燃料电池的控制装置，所述氢燃料电池的控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的氢燃料电池的控制程序，所述氢燃料电池的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述中任一项所述的氢燃料电池的控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有氢燃料电池的控制程序，所述氢燃料电池的控制程序被处理器执行时实现如上所述中任一项所述的氢燃料电池的控制方法的步骤。

本发明实施例提出的氢燃料电池的控制方法、控制装置及计算机存储介质，在接收到启动指令时，获取所述氢燃料电池对应的状态参数，其中，所述状态参数包括所述氢燃料电池的电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇状态和电池堆通气状态中的至少一个，根据所述状态参数确定所述氢燃料电池的状态，在所述氢燃料电池处于正常状态时，启动所述氢燃料电池。本发明通过在启动氢燃料电池前，检测氢燃料电池的状态，在氢燃料电池状态正常时启动氢燃料电池，从而避免使用异常状态下的氢燃料电池，保证了氢燃料电池的安全使用。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明氢燃料电池的控制方法的第一实施例的流程示意图；

图3为本发明氢燃料电池的控制方法的第二实施例的流程示意图；

图4为本发明氢燃料电池的控制方法的第三实施例的流程示意图；

图5为本发明氢燃料电池的控制方法的第四实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：

在接收到启动指令时，获取所述氢燃料电池对应的状态参数，其中，所述状态参数包括所述氢燃料电池的电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇状态和电池堆通气状态中的至少一个；

根据所述状态参数确定所述氢燃料电池的状态；

在所述氢燃料电池处于正常状态时，启动所述氢燃料电池。

由于现有技术中，氢气本身就具有易燃易爆的特性，因此，如若在电池堆处于不理想的状态下启动氢燃料电池，会存在很大的安全隐患，严重时甚至会导致车毁人亡。

本发明提供一种解决方案，通过在启动氢燃料电池前，检测氢燃料电池的状态，在氢燃料电池状态正常时启动氢燃料电池，从而避免使用异常状态下的氢燃料电池，保证了氢燃料电池的安全使用。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端可以是控制装置，例如汽车的总控装置，dc隔离控制器等。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu，用户接口1003，存储器1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器1004可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1004中可以包括用户接口模块以及氢燃料电池的控制程序。

在图1所示的终端中，用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，并执行以下操作：

在接收到启动指令时，获取所述氢燃料电池对应的状态参数，其中，所述状态参数包括所述氢燃料电池的电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇状态和电池堆通气状态中的至少一个；

根据所述状态参数确定所述氢燃料电池的状态；

在所述氢燃料电池处于正常状态时，启动所述氢燃料电池。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

获取所述氢燃料电池的运行参数；

根据所述运行参数判断所述氢燃料电池是否发生运行故障；

在所述氢燃料电池发生运行故障时，对所述氢燃料电池进行故障处理。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

在所述氢燃料电池发生运行故障时，获取所述运行参数对应的故障等级；

确定所述故障等级对应的故障处理操作；

根据所述故障等级对应的故障处理操作对所述氢燃料电池进行故障处理。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

获取所述氢燃料电池的电池堆电压、电池堆电流以及电池堆温度中的至少一个。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

关闭所述氢燃料电池；

降低所述氢燃料电池的电池堆的工作功率；

减小所述氢燃料电池的氢气进气口压力。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

在所述氢燃料电池处于异常状态时，输出故障提示信息；

或者，执行所述对所述氢燃料电池进行故障处理的步骤的同时，输出所述故障提示信息。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

显示所述氢燃料电池对应的状态参数；

在接收到针对所述状态参数的调整指令时，根据所述调整指令调节所述氢燃料电池。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的氢燃料电池的控制程序，还执行以下操作：

打开所述氢燃料电池的氢气进气阀和空气进气阀，并启动所述氢燃料电池的电池堆。

参照图2，在第一实施例中，所述氢燃料电池的控制方法包括以下步骤：

步骤s10，在接收到启动指令时，获取所述氢燃料电池对应的状态参数，

其中，所述状态参数包括所述氢燃料电池的电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇状态和电池堆通气状态中的至少一个；

在本实施例中，实施例终端为氢燃料电池的控制装置，例如，汽车的总控装置，dc隔离控制器等，用于控制氢燃料电池的开启、关闭以及氢燃料电池状态的调节。

需要说明的是，氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

氢燃料电池可包括多个单体电池，单体电池主要由正极、负极、电解质、氢燃料通道、空气通道等组成，正、负极板采用活性炭制成，置于电解质溶液中。而多个单体电池串联后即可组成电池堆。

氢燃料电池工作时，外界不断供给负极氢气，供给正极空气，在催化剂(铂、多孔石墨等)作用下，产生如下反应：

负极：2h2→4h++4e-

正极：o2+4h++4e-→2h2o

负极经催化剂作用，氢原子中的电子被分离出来，在正极吸引下，在外电路形成电流，失去电子的氢离子，在正极与氧及电子结合为水，氧可从空气中获得，只要不断地供给氢气和带走水，氢燃料电池就可不断供给电能。

氢燃料电池的控制装置在接收到用户触发的启动指令时，首先获取氢燃料电池对应的状态参数。状态参数可通过氢燃料电池相关的检测装置的检测得到，其中，检测装置可以包括温度传感器、压力传感器、氢气浓度传感器、电压表中的至少一个，从而可以准确获取氢燃料电池对应的状态参数。对应的，状态参数可以包括氢燃料电池的电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇状态和电池堆通气状态中的至少一个。其中，所述氢气进气口压力为氢气入口处的压力；所述风扇状态包括风扇正常运行状态和风扇故障状态，在风扇能正常运行时则为正常运行状态，否则为故障状态；所述电池堆通气状态包括有排气阀状态为排气正常状态、排气阀状态为排气故障状态、进气阀状态为进气正常状态和进气阀状态为进气故障状态。

步骤s20，根据所述状态参数确定所述氢燃料电池的状态；

在本实施例中，根据检测到的氢燃料电池的状态参数确定氢燃料电池的状态。例如，在电池堆温度小于或者等于预设温度时，则判定电池堆温度正常，在氢气进气口压力处于预设压力区间内时，则判定氢气进气口压力正常，在氢气泄露浓度小于或者等于预设浓度时，则判定氢气泄露浓度正常，在外接电源电压处于预设电压区间内时，则判定外接电源电压正常。在根据状态参数判定电池堆温度、氢气进气口压力、氢气泄露浓度、外接电源电压、风扇和电池堆通气均正常时，即可确定氢燃料电池为正常状态，否则，判定氢燃料电池为异常状态。

应当理解的是，所述预设温度、预设压力区间、预设浓度和预设电压区间可由工程师根据氢燃料电池的实际工况预先设置。如预设温度可设置为58℃。在电池堆温度小于或者等于预设温度、氢气压力处于预设压力区间内、氢气泄露浓度小于或者等于预设浓度、外接电源电压处于预设电压区间内时，表明氢燃料电池处于正常的工作环境中。

步骤s30，在所述氢燃料电池处于正常状态时，启动所述氢燃料电池。

在本实施例中，在根据状态参数确定氢燃料电池处于正常状态时，启动氢燃料电池，以使氢燃料电池安全稳定的向外输出电能。具体地，在启动氢燃料电池时，可打开氢燃料电池的氢气进气阀和空气进气阀，并启动氢燃料电池的电池堆。以使氢气和空气开始发生化学反应，以提供电能，并通过电池堆的电极向外输出电能。此外，在氢燃料电池处于异常状态时，则不启动氢燃料电池，保证氢燃料电池以及用户的安全，并输出故障提示信息，以提示用户氢燃料电池异常。其中，故障提示信息可根据判定异常的氢燃料的电池的状态参数生成，以告知用户氢燃料电池异常的具体原因，使得用户可以快速做出相应的异常处理操作。

在本实施例公开的技术方案中，在启动氢燃料电池前，检测氢燃料电池的状态，在氢燃料电池状态正常时启动氢燃料电池，从而避免使用异常状态下的氢燃料电池，保证了氢燃料电池的安全使用。

在第二实施例中，如图3所示，在上述图2所示的实施例基础上，步骤s30之后，还包括：

步骤s40，获取所述氢燃料电池的运行参数；

在本实施例中，在启动氢燃料电池后，还可获取氢燃料电池的运行参数。运行参数包括所述氢燃料电池的电池堆电压、电池堆电流以及电池堆温度中的至少一个。运行参数也可通过氢燃料电池中设置的温度传感器、电压表、电流表等装置的检测数据得到。

步骤s50，根据所述运行参数判断所述氢燃料电池是否发生运行故障；

在本实施例中，在获取到氢燃料电池的运行参数后，根据运行参数判断氢燃料电池是否发生运行故障。例如，在氢燃料电池的电池堆电压未处于预设电池堆电压区间时，则判定氢燃料电池的电池堆电压出现异常，在氢燃料电池的电池堆电流未处于预设电池堆电流区间时，则判定氢燃料电池的电池堆电流出现异常，在氢燃料电池的电池堆温度未处于预设电池堆温度区间时，则判定氢燃料电池的电池堆温度出现异常。若运行参数未出现异常，则判定氢燃料电池未发生运行故障。

步骤s60，在所述氢燃料电池发生运行故障时，对所述氢燃料电池进行故障处理。

在本实施例中，在根据氢燃料电池堆的运行参数判定氢燃料电池发生运行故障时，对氢燃料进行相应的故障处理。故障处理包括关闭氢燃料电池、降低氢燃料电池的电池堆的工作功率、减小氢燃料电池的氢气进气口压力中的至少一种。通过对氢燃料进行故障处理，使得氢燃料电池的运行参数恢复到正常状态，以保证氢燃料电池的正常运行。若氢燃料电池未发生运行故障，则不对氢燃料电池进行故障处理。

此外，在氢燃料电池发生运行故障，并执行故障处理时，还可输出故障提示信息，以提示用户氢燃料电池发生运行故障。故障提示信息可显示于具有该氢燃料电池的汽车仪表盘上，或者通过语音方式进行输出。故障提示信息可以是固定的预设提示音，也可根据处于异常状态的运行参数生成，以提示用户氢燃料电池运行故障的具体原因。

在本实施例公开的技术方案中，获取氢燃料电池的运行参数，根据运行参数判断氢燃料电池是否发生运行故障，并在故障时，执行故障处理，从而避免运行异常状态下的氢燃料电池，保证了氢燃料电池的安全运行。

在第三实施例中，如图4所示，在图2至图3任一实施例所示的基础上，步骤s60包括：

步骤s61，在所述氢燃料电池发生运行故障时，获取所述运行参数对应的故障等级；

在本实施例中，在氢燃料电池发生故障，需要进行故障处理时，可获取运行参数对应的故障等级，其中，运行参数包括氢燃料电池的电池堆电压、电池堆电流以及电池堆温度中的至少一个。故障等级可以包括一级、二级、三级等。在获取运行参数对应的故障等级时，可根据不同的运行参数确定不同的故障等级，例如，在电池堆温度异常时，可确定故障等级为一级，在电池堆电压异常时，可确定故障等级为二级，在电池堆电流异常时，可确定故障等级为三级。当然，也可根据异常运行参数的数量确定故障等级，例如，在仅电池堆温度异常时，可确定故障等级为一级，在电池堆温度和电池堆电压均异常时，可确定故障等级为二级，在电池堆温度、电池堆电压电池堆电流均异常时，可确定故障等级为三级。或者，也可根据同一运行参数的异常程度确定故障等级，例如，电池堆温度异常时，若电池堆温度与预设电池堆温度区间的边界值的差值越大，则故障等级越高，电池堆温度与预设电池堆温度区间的边界值的差值越大，则故障等级越低。

步骤s62，确定所述故障等级对应的故障处理操作；

步骤s63，根据所述故障等级对应的故障处理操作对所述氢燃料电池进行故障处理。

在本实施例中，在确定运行参数对应的故障等级后，根据不同的故障等级确定不同的故障处理操作，进而对氢燃料电池执行与故障等级对应的故障处理操作。例如，在故障等级为一级时，则表示故障较小，可能是由于氢燃料电池运行不稳定造成的，此时，可先不做处理，在预设时长后，若该运行参数的故障仍存在，则减小氢燃料电池的氢气进气口压力。在故障等级为二级时，可直接减小氢燃料电池的氢气进气口压力。在故障等级为三级时，可降低氢燃料电池的电池堆的工作功率。在在故障等级为四级时，关闭氢燃料电池。根据不同的故障等级确定故障的严重程度，从而执行相应的故障处理操作，保证了氢燃料电池的安全运行。

在本实施例公开的技术方案中，在氢燃料电池发生运行故障时，根据运行参数确定故障等级，进而根据不同的故障等级执行对应的故障处理操作，实现更加有效的故障处理，提高了故障处理的效率。

在第四实施例中，如图5所示，在图2至图4任一实施例所示的基础上，步骤s10之后，还包括：

步骤s01，显示所述氢燃料电池对应的状态参数；

在本实施例中，在获取到的氢燃料电池对应的状态参数后，还可显示获取到的状态参数，例如，当用户驾驶运行该氢燃料电池的车辆时，可在驾驶位的仪表盘上显示状态参数，以告知用户氢燃料电池的状态，以便于用户根据经验判断是否需要对氢燃料电池进一步进行调节。

步骤s02，在接收到针对所述状态参数的调整指令时，根据所述调整指令调节所述氢燃料电池。

在本实施例中，在显示氢燃料电池对应的状态参数后，若接受到用户针对状态参数的调整指令时，根据调整指令调节氢燃料电池。例如，在接收到针对氢气进气口压力的调整指令时，则根据调整指令中的压力调整值调整氢气进气口压力，在接收到针对电池堆温度的调整指令时，则根据调整指令中的温度调整值控制温控装置对电池堆进行降温处理。根据调整指令调节氢燃料电池，使得氢燃料电池的状态可恢复到正常状态，从而保证了氢燃料电池的正常运行。当然，在氢燃料电池运行时，也可显示对应的运行参数，以便于在氢燃料电池运行时，也可对氢燃料电池的状态进行调整。

在本实施例公开的技术方案中，显示氢燃料电池对应的状态参数，在接收到调整指令时，根据调整指令调节氢燃料电池，实现了根据用户需求调节氢燃料电池的目的，使得氢燃料电池的调节更加方便。

此外，本发明实施例还提出一种氢燃料电池的控制装置，所述氢燃料电池的控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的氢燃料电池的控制程序，所述氢燃料电池的控制程序被所述处理器执行时实现如上实施例所述的氢燃料电池的控制方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有氢燃料电池的控制程序，所述氢燃料电池的控制程序被处理器执行时实现如上实施例所述的氢燃料电池的控制方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，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，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。