本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，更具体的涉及一种燃料电池启动控制方法及装置。
背景技术：
质子交换膜燃料电池(下称燃料电池)是以氢气、空气(或氧气)为反应原料，在对外供能的过程中生成产物水，并释放热量。作为高效、洁净的能源转换装置，燃料电池应用于车用动力系统，需要满足适应低温环境的应用要求。燃料电池在运行过程中生成产物水，并且，其质子交换膜需要保证一定的含水量，以实现其内部的质子传导过程。燃料电池启动主要是氢气子系统和空气子系统的启动，二者均依赖于用户24v直流电源供电，采用先供氢气吹扫再供空气的控制策略。
由于空压机要求较高的电压等级，如直流输入端不低于200v，同时需要较大的启动电流，这就要求系统配置非常高的直流升压变换器，这种24v输入的变换器额定功率小、峰值功率输出时间短等的特点，较易因过流而损坏，同时24v蓄电池因电能过快消耗而可能出现电量过低导致系统启动中止、等待蓄电池重新充电控制策略方面，先供氢气再供空气的策略虽然同；样能保证燃料电池在启动初期完成阳极废气吹扫，但是延长了启动时间，并可能在空气尚未供应的情况下产生高电压。
综上所述，现有的燃料电池存在起动过程中用于向空压机供电的低压转高压dc变换器易因过流而损坏，且可能在空气尚未供应的情况下产生高电压的问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种燃料电池启动控制方法及装置，用以解决现有的燃料电池存在起动过程中用于向空压机供电的低压转高压dc变换器易因过流而损坏，且可能在空气尚未供应的情况下产生高电压以及阴阳极压差过大而导致燃料电池氢气泄露率增加的问题。
本发明实施例提供一种燃料电池启动控制方法，包括：
启动双向dc变换器，当所述双向dc变换器进入降压模式时，启动空压机dc/ac逆变器；
空压机经双向dc变换器与动力电池电联接，当空压机的电机转速大于设定阈值时，启动氢气子系统，以使所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池；
当确定燃料电池反馈的参数大于启动阈值时，确定系统完成启动。
优选地，所述系统包括有所述氢气子系统和空气子系统；
所述空气子系统包括所述双向dc变换器，所述空压机dc/ac逆变器，所述空压机和动力电池；
所述当空压机的电机转速大于设定阈值时之前，所述空压机依此通过所述双向dc变换器和所述空压机dc/ac逆变器与所述动力电池电联接，所述动力电池为所述空压机的电机旋转提供电源。
优选地，所述启动氢气子系统之前，还包括：
当空压机的电机转速小于所述设定阈值时，则控制所述空气子系统进行故障检测。
优选地，所述确定系统完成启动之前，还包括：
当确定燃料电池反馈的参数小于启动阈值时，控制所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池。
本发明实施例还一种燃料电池启动控制装置，包括：
第一启动单元，用于启动双向dc变换器，当所述双向dc变换器进入降压模式时，启动空压机dc/ac逆变器；
第二启动单元，用于当空压机的电机转速大于设定阈值时，启动氢气子系统，以使所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池，其中空压机经双向dc变换器与动力电池电联接；
确定单元，用于当确定燃料电池反馈的参数大于启动阈值时，确定系统完成启动。
优选地，所述系统包括有所述氢气子系统和空气子系统；
所述空气子系统包括所述双向dc变换器，所述空压机dc/ac逆变器，所述空压机和动力电池；
所述第二启动单元还用于：
所述空压机依此通过所述双向dc变换器和所述空压机dc/ac逆变器与所述动力电池电联接，所述动力电池为所述空压机的电机旋转提供电源。
优选地，所述第二启动单元还用于：
当空压机的电机转速小于所述设定阈值时，则控制所述空气子系统进行故障检测。
优选地，所述确定单元还用于：当确定燃料电池反馈的参数小于启动阈值时，控制所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池。
本发明实施例提供一种燃料电池启动控制方法及装置，该方法包括：启动双向dc变换器，当所述双向dc变换器进入降压模式时，启动空压机dc/ac逆变器；空压机经双向dc变换器与动力电池电联接，当空压机的电机转速大于设定阈值时，启动氢气子系统，以使所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池；当确定燃料电池反馈的参数大于启动阈值时，确定系统完成启动。通过该方法，由于空压机经双向dc变换器与动力电池电联接，这样空压机在启动阶段得到较大的功率，能够以较大的转矩快速启动，从而缩短了启动时间；进一步地，完成空压机启动后再启动氢气子系统，避免了先供氢气再供空气过程中因空气子系统启动失败但氢气已经注入而使燃料电池产生高电压以及阴阳极压差过大而导致燃料电池氢气泄露率增加的问题，对燃料电池起到保护作用。该方法解决了现有的燃料电池存在起动过程中用于向空压机供电的低压转高压dc变换器易因过流而损坏，且可能在空气尚未供应的情况下产生高电压的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种燃料电池启动控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的空气子系统电气连接示意图；
图3为本发明实施例提供的一种燃料电池启动控制装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种燃料电池启动控制方法流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，启动双向dc变换器，当所述双向dc变换器进入降压模式时，启动空压机dc/ac逆变器；
步骤102，空压机经双向dc变换器与动力电池电联接，当空压机的电机转速大于设定阈值时，启动氢气子系统，以使所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池；
步骤103，当确定燃料电池反馈的参数大于启动阈值时，确定系统完成启动。
图2为本发明实施例提供的空气子系统电气连接示意图，如图2所示，该空气子系统主要包括有双向dc变换器，空压机dc/ac逆变器，空压机和动力电池。
具体地，图2中从左到右依次是动力电池，双向dc/dc变换器，空压机dc/ac逆变器和空压机电机。其中，空压机通过双向dc/dc从动力电池取电，经过逆变器后输出三相交流电。由于动力电池带电量大比较，所以在空气子系统启动期间能够提供足够的功率输出。
需要说明的是，本发明实施提供的燃料电池的启动主要是通过氢气子系统和空气子系统的启动来完成的。本发明实施例中，燃料电池启动时主要由控制器完成对空气子系统和氢气子系统的控制。
在步骤101中，系统带电之后，控制器先启动双向dc变换器，当确定双向dc变换器进入降压模式之后，则控制器可以启动空压机dc/ac逆变器。
在步骤102中，由于空压机通过双向dc变换器和空压机dc/ac逆变器与动力电池电联接，所以可以通过设定初始空气流量来启动空压机，而空压机在动力电池提供的电源下，空压机的电机开始旋转。
当控制器确定空压机的电机转速大于设定阈值时，则可以确定空气子系统启动完成。在本发明实施例中，由于空气子系统的启动，改用用户动力电池进行供电，通过双向dc/dc变换器连接用户动力电池和空压机逆变器，这样空气子系统能够在启动阶段得到较大的功率，从而能够以较大的转矩启动，缩短了启动时间。
当完成空气子系统启动后，可以启动氢气子系统，通过启动氢气子系统，可以使得氢气子系统将氢气发送至燃料电池。
上述方法中，采用先供空气再供氢气的控制策略：由于空气子系统启动速度低于氢气子系统，且在短时间内未供氢气、空气流量较小的情况下，燃料电池不会产生高电压，因此先启动空气子系统，当空气流量或者转速达到一定值以后再启动氢气子系统，既缩短了燃料电池启动时间，同时避免了出现高电压的以及阴阳极压差过大而导致燃料电池氢气泄露率增加的问题。
需要说明的是，在步骤102中，当确认启动氢气子系统之前，若确认空压机的电机转速小于所述设定阈值时，则需要对空气子系统进行故障检测，若故障检测之后确认空气子系统不存在故障，则可以继续观察空压机的电机旋转速度，而当确定空气子系统存在故障之后，则需要进行系统停机。
需要说明的是，在上述步骤中，设定阈值是一个根据系统自定义的数值，在本发明实施例中，对设定阈值的大小不做限定。
在步骤103中，由于氢气子系统向燃料电池发送氢气，继而燃料电池可以开始运行，而燃料电池运行之后，会反馈燃料电池的各个参数项，当控制器接收到燃料电池反馈的各个参数项之后，需要将各个参数项与存储的启动阈值进行对比，若燃料电池反馈的各个参数项大于启动阈值时，则可以确认燃料电池完成启动，且系统可以正常运行；若燃料电池反馈的各个参数项有一个小于启动阈值时，则确认燃料电池未完成启动，则需要氢气子系统继续向燃料电池发送氢气，直到控制器确认燃料电池完成启动，或等待系统启动超时计时结束后停机。
在本发明实施例中，对燃料电池反馈的各个参数项的具体数值不做限定，进一步地，对启动阈值的具体数值也不做限定。
综上所述，一种燃料电池启动控制方法，通过该方法，由于空压机经双向dc变换器与动力电池电联接，这样空压机在启动阶段得到较大的功率，能够以较大的转矩快速启动，从而缩短了启动时间；进一步地，完成空压机启动后在启动氢气子系统，避免了先供氢气再供空气过程中因空气子系统启动失败但氢气已经注入而使燃料电池产生高电压以及阴阳极压差过大而导致燃料电池泄露率增高的情况，对燃料电池起到保护作用。该方法解决了现有的燃料电池存在起动过程中用于向空压机供电的低压转高压dc变换器易因过流而损坏，且可能在空气尚未供应的情况下产生高电压以及阴阳极压差过大而导致燃料电池氢气泄露率增加的问题。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种燃料电池启动控制装置，由于该装置解决技术问题的原理与一种燃料电池启动控制方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图3为本发明实施例提供的一种燃料电池启动控制装置结构示意图，如图3所示，该装置主要包括有第一启动单元301，第二启动单元302和确定单元303。
第一启动单元301，用于启动双向dc变换器，当所述双向dc变换器进入降压模式时，启动空压机dc/ac逆变器；
第二启动单元302，用于当空压机的电机转速大于设定阈值时，启动氢气子系统，以使所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池，其中空压机经双向dc变换器与动力电池电联接；
确定单元303，用于当确定燃料电池反馈的参数大于启动阈值时，确定系统完成启动。
优选地，所述系统包括有所述氢气子系统和空气子系统；
所述空气子系统包括所述双向dc变换器，所述空压机dc/ac逆变器，所述空压机和动力电池；
所述第二启动单元302还用于：
所述空压机依此通过所述双向dc变换器和所述空压机dc/ac逆变器与所述动力电池电联接，所述动力电池为所述空压机的电机旋转提供电源。
优选地，所述第二启动单元302还用于：
当空压机的电机转速小于所述设定阈值时，则控制所述空气子系统进行故障检测。
优选地，所述确定单元303还用于：当确定燃料电池反馈的参数小于启动阈值时，控制所述氢气子系统将氢气供给至燃料电池。
应当理解，以上一种燃料电池启动控制装置包括的单元仅为根据该设备装置实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述单元的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种燃料电池启动控制装置所实现的功能与上述实施例提供的一种燃料电池启动控制方法一一对应，对于该装置所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例一中已做详细描述，此处不再详细描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。