氢燃料电池、其控制方法以及控制装置与流程

1.本技术涉及燃料电池控制领域，具体而言，涉及一种氢燃料电池、其控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及氢燃料系统。


背景技术：

2.氢燃料电池是将氢气与氧气的化学能转变成电能的装置，其工作原理实际上是电解水的逆反应，氢气和氧气在催化剂作用下产生电能、发生化合反应生成水。我国国土面积辽阔，南北跨度大，纬度对温度的影响尤为突出，同时，温度对氢燃料电池的能力也存在的显著的影响。低温环境下，氢燃料电池因为内部产生液态水，旋转机构被冷冻的风险较大，容易造成氢燃料电池的损坏。
3.在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种氢燃料电池、其控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及氢燃料系统，以解决现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种氢燃料电池，该电池包括电堆、气液分离结构、泵组以及第一阀门结构，其中，所述电堆的输入端用于接收所述氢燃料，所述电堆用于使所述氢燃料与氧化剂发生化学反应，并输出反应后的混合流体；所述气液分离结构的第一端与所述电堆的输出端连通，所述气液分离结构用于将所述混合流体中的液体分离并排出；所述泵组的第一端与所述气液分离结构的第二端连通；所述第一阀门结构包括入口、第一出口以及第二出口，所述入口与所述泵组的第二端连通，所述第一出口与所述电堆的输入端连通，所述第二出口与所述气液分离结构的第一端连通。
6.可选地，所述气液分离结构包括气液分离器以及第二阀门结构，其中，所述气液分离器包括第一端、第二端以及第三端，其中，所述气液分离器的第一端为所述气液分离结构的第一端，所述气液分离器的第二端为所述气液分离结构的第二端；所述第二阀门结构与所述气液分离器的第三端连通。
7.可选地，所述气液分离结构还包括液位传感器，所述液位传感器位于所述气液分离器中，用于检测所述气液分离器中的液位高度。
8.可选地，所述氢燃料电池还包括单向阀门，所述电堆与所述气液分离结构通过所述单向阀门连通。
9.可选地，所述电堆内具有所述氧化剂，所述氢燃料电池还包括进氢机构，所述进氢机构与所述电堆的第一端连通，所述进氢机构还用于与氢气生成机构连接，用于将所述氢气生成机构生成的氢气输送至所述电堆。
10.根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种所述的氢燃料电池的控制方法，所述方法包括：在接收到电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，获取所述氢燃料电池所在环境的环境温度；在所述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制所述第一阀门结构的第一出口关闭，以形成所述第一阀门结构、气液分离结构以及所述泵组之间的循环管路，使得所述气液分离结构将所述循环管路中的液体分离并排出；在所述液体被排出后，控制所述第一出口打开且控制所述第二出口关闭。
11.可选地，所述氢燃料电池为所述的氢燃料电池，在所述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制所述第一阀门结构的第一出口关闭，包括：第一控制步骤，在所述环境温度小于所述预设温度的情况下，控制所述第二出口打开，且控制所述第一出口关闭；第二控制步骤，控制第二阀门结构关闭，且控制所述泵组开启第一时长；第三控制步骤，在所述泵组开启所述第一时长后，控制所述第二阀门结构打开第二时长，以排出气液分离器中的所述液体。
12.可选地，在所述泵组开启所述第一时长后，控制所述第二阀门结构打开第二时长，以排出所述气液分离器中的所述液体之后，所述方法还包括：第一获取步骤，获取所述第二阀门结构的打开次数，并确定所述打开次数是否大于或者等于预定次数；在所述打开次数小于所述预定次数的情况下，依次执行所述第二控制步骤、所述第三控制步骤以及所述第一获取步骤至少一次，直到所述打开次数大于或者等于所述预定次数。
13.可选地，所述氢燃料电池为所述的氢燃料电池，在所述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制所述第一阀门结构的第一出口关闭，包括：第四控制步骤，在所述环境温度小于所述预设温度的情况下，控制所述泵组以及所述第二出口打开，且控制所述第一出口以及第二阀门结构关闭；第二获取步骤，实时获取所述第二阀门结构中的液位高度，在所述液位高度大于或者等于第一预定高度的情况下，控制所述泵组关闭并控制所述第二阀门结构打开，以排出所述第一预定高度的所述液体。
14.可选地，在所述第二获取步骤之后，所述方法还包括：第五控制步骤，控制所述泵组打开且控制所述第二阀门结构关闭，并累计所述第二阀门结构中的所述液位高度；循环步骤，依次循环所述第二获取步骤以及所述第五控制步骤至少一次，直到累计的所述液位高度大于或者等于第二预定高度，或者所述泵组的累计开启时长达到第三时长。
15.可选地，所述氢燃料电池为所述的氢燃料电池，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制所述第一阀门结构的第一出口关闭，包括：控制所述泵组以及所述第二出口打开，且控制所述第一出口以及单向阀门关闭，控制所述第一出口打开且控制所述第二出口关闭，包括：控制所述第一出口以及所述单向阀门打开且控制所述第二出口关闭。
16.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种所述的氢燃料电池的控制装置，所述装置包括获取单元、第一控制单元以及第二控制单元，其中，所述获取单元用于在接收到电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，获取所述氢燃料电池所在环境的环境温度；所述第一控制单元用于在所述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制所述第一阀门结构的第一出口关闭，以形成所述第一阀门结构、气液分离结构以及所述泵组之间的循环管路，使得所述气液分离结构将所述循环管路中的液体分离并排出；所述第二控制单元用于在所述液体被排出后，控制所述第一出口打开且控
制所述第二出口关闭。
17.根据本发明实施例的再一个方面，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包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述的方法。
18.根据本发明实施例的再一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的方法。
19.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种氢燃料系统，包括所述的氢燃料电池以及所述氢燃料电池的控制器，其中，所述氢燃料电池的控制器包括一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
20.在本发明实施例中，本技术的氢燃料电池包括顺序连通的电堆、气液分离结构、泵组以及第一阀门结构，所述第一阀门结构的第一出口与电堆的输入端连通，所述第一阀门结构的第二出口与所述气液分离结构的第一端连通，通过电堆使氢燃料与氧化剂发生化学反应，并输出反应后的混合流体至气液分离结构的第一端，再通过气液分离结构将混合流体中的液体分离并排出，分离后的气体经所述泵组以及第一阀门结构，可以回到电堆，也可以再次进入气液分离结构进行气液分离。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在氢燃料电池处于低温环境的情况下，通过打开第二出口且关闭第一出口，可以形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，以此来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用。并且，本技术的氢燃料电池不需要通过额外的水热管理系统或加热方式提高温度降低结冰量，仅需要一个三通的第一阀门结构动作就能实现流道的变更，达到提高氢燃料电池启动成功率的目的，在有效地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题的同时，保证了整个氢燃料电池的使用成本较低。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
22.图1示出了根据本技术的实施例的氢燃料电池结构示意图；
23.图2示出了根据本技术的实施例的氢燃料电池的控制方法的流程示意图；
24.图3示出了根据本技术的一种具体实施例的氢燃料电池的控制方法流程图；
25.图4示出了根据本技术的实施例的氢燃料电池的控制装置示意图；
26.图5示出了根据本技术的实施例的氢燃料系统的结构示意图。
27.其中，上述附图包括以下附图标记：
28.100、电堆；101、气液分离结构；102、泵组；103、第一阀门结构；104、气液分离器；105、第二阀门结构；106、单向阀门；107、进氢机构。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
31.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。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单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，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单元。
32.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
33.为了便于描述，以下对本技术实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
34.氢燃料电池：将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能及生成热和反应产物的电化学装置。
35.泵组：对氢燃料电池中未完全反应的氢气进行循环再利用的电气装置。
36.气液分离器：可以将氢燃料电池混合气中的液态水分离的装置。
37.电堆：氢燃料电池发生反应的场所，内部根据反应方式不同分为阳极和阴极，每一极各有进出口。
38.fcu(fuel control unit，氢燃料电池的控制器)：用于接收传感器信号、逻辑判断、控制。
39.正如背景技术中所说的，现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻，为了解决上述问题，本技术的一种典型的实施方式中，提供了一种氢燃料电池、其控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及氢燃料系统。
40.根据本技术的实施例，如图1所示，提供了一种氢燃料电池，该电池包括电堆100、气液分离结构101、泵组102以及第一阀门结构103，其中，上述电堆100的输入端用于接收上述氢燃料，上述电堆100用于使上述氢燃料与氧化剂发生化学反应，并输出反应后的混合流体；上述气液分离结构101的第一端与上述电堆100的输出端连通，上述气液分离结构101用于将上述混合流体中的液体分离并排出；上述泵组102的第一端与上述气液分离结构101的第二端连通；上述第一阀门结构103包括入口、第一出口以及第二出口，上述入口与上述泵组102的第二端连通，上述第一出口与上述电堆100的输入端连通，上述第二出口与上述气液分离结构101的第一端连通。
41.本技术的氢燃料电池包括顺序连通的电堆、气液分离结构、泵组以及第一阀门结
构，上述第一阀门结构的第一出口与电堆的输入端连通，上述第一阀门结构的第二出口与上述气液分离结构的第一端连通，通过电堆使氢燃料与氧化剂发生化学反应，并输出反应后的混合流体至气液分离结构的第一端，再通过气液分离结构将混合流体中的液体分离并排出，分离后的气体经上述泵组以及第一阀门结构，可以回到电堆，也可以再次进入气液分离结构进行气液分离。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在氢燃料电池处于低温环境的情况下，通过打开第二出口且关闭第一出口，可以形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，以此来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用。并且，本技术的氢燃料电池不需要通过额外的水热管理系统或加热方式提高温度降低结冰量，仅需要一个三通的第一阀门结构动作就能实现流道的变更，达到提高氢燃料电池启动成功率的目的，在有效地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题的同时，保证了整个氢燃料电池的使用成本较低。
42.在实际的应用过程中，上述电堆的输出端为上述电堆的阳极输出端。上述第一阀门结构可以为一个三通阀，也可以由多个阀门构成，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置该第一阀门结构，只要保证其起到三通阀的功能即可。上述泵组为氢气循环泵。
43.当气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路启动时，内部气体经过泵组进入到气液分离器，由于外界环境温度较低，在循环过程中水蒸气逐渐冷凝形成液体，气液分离结构将气体中携带的液体分离，使得循环中的水蒸气及液体含量降低，减少氢燃料电池停机后的结冰量。
44.为了进一步减少氢燃料电池中的水分，解决低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，根据本技术的一种实施例，如图1所示，上述气液分离结构101包括气液分离器104以及第二阀门结构105，其中，上述气液分离器104包括第一端、第二端以及第三端，其中，上述气液分离器104的第一端为上述气液分离结构101的第一端，上述气液分离器104的第二端为上述气液分离结构101的第二端；上述第二阀门结构105与上述气液分离器104的第三端连通。本技术的气液分离器第一端与上述电堆的输出端相连，用于获取电池推中的混合流体，第二端与泵组的输入端相连，使分离出的气体重新流入电堆或者重新进入循环管道，而气液分离器的第三端与第二阀门结构相连，用于将分离出的液体排出，这样可以进一步地减少真个氢燃料电池中的含水量，进一步地保证了氢燃料电池在低温环境下的正常使用。
45.根据本技术的又一种实施例，上述气液分离结构还包括液位传感器，上述液位传感器位于上述气液分离器中，用于检测上述气液分离器中的液位高度。通过上述液位传感器来实时监测气液分离器中的液位高度，这样可以实现根据气液分离器中的积液量，来准确开启或者关闭第二阀门结构的效果，避免频繁开启第二阀门结构，以及避免气液分离器中的液位超高问题。
46.根据本技术的再一种实施例，如图1所示，上述氢燃料电池还包括单向阀门106，上述电堆100与上述气液分离结构101通过上述单向阀门106连通。本技术的氢燃料电池，在电堆出口增加单向阀门，避免了在通过气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路将水蒸气排出的过程中，将含有水蒸气的混合流体吹入燃料电池中。
47.为了进一步地保证整个氢燃料电池的能量转化的正常进行，根据本技术的另一种
实施例，如图1所示，上述电堆100内具有上述氧化剂，上述氢燃料电池还包括进氢机构107，上述进氢机构107与上述电堆100的第一端连通，上述进氢机构107还用于与氢气生成机构连接，用于将上述氢气生成机构生成的氢气输送至上述电堆。这样使整个电池可以持续正常工作。
48.根据本技术的又一个典型的实施例，提供了一种上述的氢燃料电池的控制方法。该方法可以应用于fcu。
49.图2是根据本技术实施例的氢燃料电池的控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
50.步骤s101，在接收到电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；
51.步骤s102，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，以形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，使得上述气液分离结构将上述循环管路中的液体分离并排出；
52.步骤s103，在上述液体被排出后，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭。
53.本技术的氢燃料电池的控制方法，首先，在接收到氢燃料电池电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；然后，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组打开，以及控制第一阀门结构的第二出口打开、上述第一阀门结构的第一出口关闭，形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，以将电堆输出的混合流体中的液体分离并排出，来减少氢燃料电池中的含水量；最后，在液体排除后，控制上述第一出口打开、上述第二出口关闭，使得氢燃料电池形成电堆与气液分离结构之间的管路，以保证氢燃料电池的正常的能量转化功能。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在上述电堆停机并执行吹扫操作之后，且上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第二出口打开，且控制第二出口关闭，来形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，增加流道进行小循环来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用。
54.另外，上述方法还包括，在上述环境温度大于或者等于上述预设温度的情况下，执行上述停机指令，控制上述氢燃料电池停止运行。
55.为了进一步地解决现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，根据本技术的一种实施例，上述气液分离结构包括气液分离器以及第二阀门结构，其中，上述气液分离器包括第一端、第二端以及第三端，其中，上述气液分离器的第一端为上述气液分离结构的第一端，上述气液分离器的第二端为上述气液分离结构的第二端；上述第二阀门结构与上述气液分离器的第三端连通，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，包括：第一控制步骤，在上述环境温度小于上述预设温度的情况下，控制上述第二出口打开，且控制上述第一出口关闭；第二控制步骤，控制第二阀门结构关闭，且控制上述泵组开启第一时长；第三
控制步骤，在上述泵组开启上述第一时长后，控制上述第二阀门结构打开第二时长，以排出气液分离器中的上述液体。这样可以使得电堆排出的混合流体在循环管路中循环上述第一时长，进而分离出混合流体中的水分并通过第二阀门结构排出，使得氢气系统内部含水量较少。
56.根据本技术的又一种实施例，在上述泵组开启上述第一时长后，控制上述第二阀门结构打开第二时长，以排出上述气液分离器中的上述液体之后，上述方法还包括：第一获取步骤，获取上述第二阀门结构的打开次数，并确定上述打开次数是否大于或者等于预定次数；在上述打开次数小于上述预定次数的情况下，依次执行上述第二控制步骤、上述第三控制步骤以及上述第一获取步骤至少一次，直到上述打开次数大于或者等于上述预定次数。通过依次循环执行上述第二控制步骤、上述第三控制步骤以及上述第一获取步骤，并监控第二阀门结构开启次数，来确定循环次数是否达到要求，从而确定氢燃料电池中的液体是否基本被排尽，进一步保证低温环境下氢燃料电池不会因结冰而造成无法启动的问题。
57.为了进一步地保证较为简单容易地监控氢燃料电池中的液体是否基本被排尽，根据本技术的再一种实施例，上述气液分离结构还包括液位传感器，上述液位传感器位于上述气液分离器中，用于检测上述气液分离器中的液位高度，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，包括：第四控制步骤，在上述环境温度小于上述预设温度的情况下，控制上述泵组以及上述第二出口打开，且控制上述第一出口以及第二阀门结构关闭；第二获取步骤，实时获取上述第二阀门结构中的液位高度，在上述液位高度大于或者等于第一预定高度的情况下，控制上述泵组关闭并控制上述第二阀门结构打开，以排出上述第一预定高度的上述液体。通过检测第二阀门结构中的液位高度，当液位达到排放高度时，说明氢燃料电池中的液体基本被分离出，此时控制第二阀门结构打开进行排水，这样无需管控泵组及第二阀门结构的开启时间，也无需检测第二阀门结构的开启次数，从而保证了数据记录及判断次数较少，进一步地保证了整个控制过程较为简单容易。
58.具体地，当液位传感器在预定时长内检测到液位未达到预定的排放高度时，则判定氢燃料电池内部液态水含量低于阈值，可以将第二阀门结构中的液体排出后，对氢燃料电池进行停机处理。
59.根据本技术的一种具体的实施例，上述预设温度为0℃，当然，上述预设温度不限于本技术上述的0℃预设温度，本领域技术人员可以根据实际情况进行灵活的设置。
60.为了进一步保证氢燃料电池中的液体基本被分离并排出，进一步保证低温环境下氢燃料电池不会因结冰而造成无法启动的问题，根据本技术的一种实施例，在上述第二获取步骤之后，上述方法还包括：第五控制步骤，控制上述泵组打开且控制上述第二阀门结构关闭，并累计上述第二阀门结构中的上述液位高度；循环步骤，依次循环上述第二获取步骤以及上述第五控制步骤至少一次，直到累计的上述液位高度大于或者等于第二预定高度，或者上述泵组的累计开启时长达到第三时长。
61.根据本技术的另一种实施例，上述氢燃料电池还包括单向阀门，上述电堆与上述气液分离结构通过上述单向阀门连通，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，包括：控制上述泵组以及上述第二出口打开，且控制上述第一出口以及单向阀门关闭，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭，包括：控
制上述第一出口以及上述单向阀门打开且控制上述第二出口关闭。上述环境温度小于预设温度时，在控制上述泵组以及上述第二出口打开的同时，控制上述第一出口以及单向阀门关闭，这样可以避免在通过气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路将水蒸气排出的过程中，将含有水蒸气的混合流体吹入燃料电池中。
62.另外，在上述液体被排出后，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭之后，上述方法还包括：控制上述氢燃料电池停机。
63.一种具体的实施例，执行停机吹扫操作为执行从进氢机构向电堆、单向阀门、气液分离器至泵组的吹扫动作，来吹出燃料电池内残余的水分。
64.具体地，如图3所示，本技术的氢燃料电池的控制方法的流程为：
65.1)接收到氢燃料电池停机指令时，进行正常的停机吹扫操作，fcu从环境温度传感器获取环境温度；
66.2)接收到环境温度后，判断环境温度是否高于0℃；
67.3)当环境温度高于0℃，正常进行停机指令，结束运行；
68.4)当环境温度低于0℃，氢燃料电池进入低温停机，等正常吹扫结束后，由外部供电系统对泵组进行供电，第一阀门结构的第二出口开启，即第一阀门结构开启指向气液分离器旁通路的流道；
69.5)泵组与气液分离器小循环流道形成后，关闭第二阀门结构；
70.6)泵组运行第三时长后停机；
71.7)在泵组停机后，第二阀门结构开启时间第二时长，同时记第二阀门结构的开启次数；
72.8)当第二阀门结构开启次数未达到n次，重复步骤5)、6)、7)以及8)；
73.9)当第二阀门结构开启次数达到n次，第一阀门结构的第一出口开启，即第一阀门结构开启指向电堆一侧的流道，单向阀门开启，第二阀门结构关闭；
74.10)氢燃料电池整机断电停机，结束运行。
75.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
76.本技术实施例还提供了一种氢燃料电池的控制装置，需要说明的是，本技术实施例的氢燃料电池的控制装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于氢燃料电池的控制方法。以下对本技术实施例提供的氢燃料电池的控制装置进行介绍。
77.图4是根据本技术实施例的氢燃料电池的控制装置的示意图。如图4所示，该装置包括：第一获取单元10、第一控制单元20以及第二控制单元30，其中，上述第一获取单元10用于在接收到电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；上述第一控制单元20用于在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，以形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，使得上述气液分离结构将上述循环管路中的液体分离并排出；上述第二控制单元30用于在上述液体被排出后，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭。
78.本技术的氢燃料电池的控制装置，通过获取单元，在接收到氢燃料电池电堆的停
机信号并执行停机吹扫操作之后，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；通过第一控制单元，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组打开，以及控制第一阀门结构的第二出口打开、上述第一阀门结构的第一出口关闭，形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，以将电堆输出的混合流体中的液体分离并排出，来减少氢燃料电池中的含水量；通过第二控制单元，在液体排除后，控制上述第一出口打开、上述第二出口关闭，使得氢燃料电池形成电堆与气液分离结构之间的管路，以保证氢燃料电池的正常的能量转化功能。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在上述电堆停机并执行吹扫操作之后，且上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第二出口打开，且控制第二出口关闭，来形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，增加流道进行小循环来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用。
79.另外，上述装置还包括第一执行单元，上述第一执行单元用于在上述环境温度大于或者等于上述预设温度的情况下，执行上述停机指令，控制上述氢燃料电池停止运行。
80.为了进一步地解决现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，根据本技术的一种实施例，上述气液分离结构包括气液分离器以及第二阀门结构，其中，上述气液分离器包括第一端、第二端以及第三端，其中，上述气液分离器的第一端为上述气液分离结构的第一端，上述气液分离器的第二端为上述气液分离结构的第二端；上述第二阀门结构与上述气液分离器的第三端连通，上述第一控制单元包括第一控制模块、第二控制模块以及第三控制模块，其中，上述第一控制模块用于第一控制步骤，在上述环境温度小于上述预设温度的情况下，控制上述第二出口打开，且控制上述第一出口关闭；上述第二控制模块用于第二控制步骤，控制第二阀门结构关闭，且控制上述泵组开启第一时长；上述第三控制模块用于第三控制步骤，在上述泵组开启上述第一时长后，控制上述第二阀门结构打开第二时长，以排出气液分离器中的上述液体。这样可以使得电堆排出的混合流体在循环管路中循环上述第一时长，进而分离出混合流体中的水分并通过第二阀门结构排出，使得氢气系统内部含水量较少。
81.根据本技术的又一种实施例，上述装置还包括第二获取单元以及第二执行单元，其中，上述第二获取单元用于在上述泵组开启上述第一时长后，控制上述第二阀门结构打开第二时长，以排出上述气液分离器中的上述液体之后，第一获取步骤，获取上述第二阀门结构的打开次数，并确定上述打开次数是否大于或者等于预定次数；上述第二执行单元用于在上述打开次数小于上述预定次数的情况下，依次执行上述第二控制步骤、上述第三控制步骤以及上述第一获取步骤至少一次，直到上述打开次数大于或者等于上述预定次数。通过依次循环执行上述第二控制步骤、上述第三控制步骤以及上述第一获取步骤，并监控第二阀门结构开启次数，来确定循环次数是否达到要求，从而确定氢燃料电池中的液体是否基本被排尽，进一步保证低温环境下氢燃料电池不会因结冰而造成无法启动的问题。
82.为了进一步地保证较为简单容易地监控氢燃料电池中的液体是否基本被排尽，根据本技术的再一种实施例，上述气液分离结构还包括液位传感器，上述液位传感器位于上述气液分离器中，用于检测上述气液分离器中的液位高度，上述第一控制单元包括第四控
制模块以及获取模块，其中，上述第四控制模块用于第四控制步骤，在上述环境温度小于上述预设温度的情况下，控制上述泵组以及上述第二出口打开，且控制上述第一出口以及第二阀门结构关闭；上述获取模块用于第二获取步骤，实时获取上述第二阀门结构中的液位高度，在上述液位高度大于或者等于第一预定高度的情况下，控制上述泵组关闭并控制上述第二阀门结构打开，以排出上述第一预定高度的上述液体。通过检测第二阀门结构中的液位高度，当液位达到排放高度时，说明氢燃料电池中的液体基本被分离出，此时控制第二阀门结构打开进行排水，这样无需管控泵组及第二阀门结构的开启时间，也无需检测第二阀门结构的开启次数，从而保证了数据记录及判断次数较少，进一步地保证了整个控制过程较为简单容易。
83.具体地，当液位传感器在预定时长内检测到液位未达到预定的排放高度时，则判定氢燃料电池内部液态水含量低于阈值，可以将第二阀门结构中的液体排出后，对氢燃料电池进行停机处理。
84.根据本技术的一种具体的实施例，上述预设温度为0℃，当然，上述预设温度不限于本技术上述的0℃预设温度，本领域技术人员可以根据实际情况进行灵活的设置。
85.为了进一步保证氢燃料电池中的液体基本被分离并排出，进一步保证低温环境下氢燃料电池不会因结冰而造成无法启动的问题，根据本技术的一种实施例，在上述第二获取步骤之后，上述装置还包括第三控制单元以及循环单元，其中，上述第三控制单元用于第五控制步骤，控制上述泵组打开且控制上述第二阀门结构关闭，并累计上述第二阀门结构中的上述液位高度；上述循环单元用于循环步骤，依次循环上述第二获取步骤以及上述第五控制步骤至少一次，直到累计的上述液位高度大于或者等于第二预定高度，或者上述泵组的累计开启时长达到第三时长。
86.根据本技术的另一种实施例，上述氢燃料电池还包括单向阀门，上述电堆与上述气液分离结构通过上述单向阀门连通，上述第一控制单元包括第五控制模块，上述第五控制模块用于控制上述泵组以及上述第二出口打开，且控制上述第一出口以及单向阀门关闭，上述第一控制模块包括控制子模块，上述控制子模块用于控制上述第一出口以及上述单向阀门打开且控制上述第二出口关闭。上述环境温度小于预设温度时，在控制上述泵组以及上述第二出口打开的同时，控制上述第一出口以及单向阀门关闭，这样可以避免在通过气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路将水蒸气排出的过程中，将含有水蒸气的混合流体吹入燃料电池中。
87.另外，上述装置还包括第四控制单元，上述第四控制单元用于在上述液体被排出后，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭之后，控制上述氢燃料电池停机。
88.一种具体的实施例，执行停机吹扫操作为执行从进氢机构向电堆、单向阀门、气液分离器至泵组的吹扫动作，来吹出燃料电池内残余的水分。
89.上述氢燃料电池的控制装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元、第一控制单元以及第二控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
90.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题。
91.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/
或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
92.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述氢燃料电池的控制方法。
93.本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述氢燃料电池的控制方法。
94.本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
95.步骤s101，在接收到电堆的停机信号的情况下，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；
96.步骤s102，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，以形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，使得上述气液分离结构将上述循环管路中的液体分离并排出；
97.步骤s103，在上述液体被排出后，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭。
98.本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
99.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
100.步骤s101，在接收到电堆的停机信号的情况下，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；
101.步骤s102，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第一阀门结构的第二出口打开且控制上述第一阀门结构的第一出口关闭，以形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，使得上述气液分离结构将上述循环管路中的液体分离并排出；
102.步骤s103，在上述液体被排出后，控制上述第一出口打开且控制上述第二出口关闭。
103.根据本技术的再一种典型的实施例，还提供了一种氢燃料系统，包括上述的氢燃料电池以及上述氢燃料电池的控制器(fcu)，其中，上述氢燃料电池的控制器包括一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，其中，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置为由上述一个或多个处理器执行，上述一个或多个程序包括用于执行任意一种上述的方法。
104.本技术的氢燃料系统包括氢燃料电池以及氢燃料电池的控制器，其中，上述氢燃料电池的控制器包括一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，上述一个或多个程序包括用于执行任意一种上述的方法，首先，在接收到氢燃料电池电堆的停机信号的情况下，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；然后，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组打开，以及控制第一阀门结构的第二出口打开、上述第一阀门结构的第一出口关闭，形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，以将电堆输出的混合流体中的液体分离并排出，来减少氢燃料电池中的含水量；最后，在液体排除后，控
制上述第一出口打开、上述第二出口关闭，使得氢燃料电池形成电堆与气液分离结构之间的管路，以保证氢燃料电池的正常的能量转化功能。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在上述电堆停机并执行吹扫操作之后，且上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第二出口打开，且控制第二出口关闭，来形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，增加流道进行小循环来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料系统在低温环境下可以正常启动使用。
105.一种具体的实施例中，如图5所示，上述氢燃料系统还包括环境温度传感器、fcu、泵组控制器、泵组以及外部供电系统，其中，fcu与环境温度传感器连接，通过环境温度传感器来获取环境温度，上述外部供电系统与上述泵组控制器以及上述fcu分别电连接，用于在上述环境温度小于预设温度的情况下，给上述泵组控制器以及上述fcu分别供电；上述fcu通过上述泵组控制器来控制上述泵组的开关状态。
106.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
107.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
108.上述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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
109.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
110.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
111.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
112.1)、本技术的氢燃料电池包括顺序连通的电堆、气液分离结构、泵组以及第一阀门结构，上述第一阀门结构的第一出口与电堆的输入端连通，上述第一阀门结构的第二出口与上述气液分离结构的第一端连通，通过电堆使氢燃料与氧化剂发生化学反应，并输出反
应后的混合流体至气液分离结构的第一端，再通过气液分离结构将混合流体中的液体分离并排出，分离后的气体经上述泵组以及第一阀门结构，可以回到电堆，也可以再次进入气液分离结构进行气液分离。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在氢燃料电池处于低温环境的情况下，通过打开第二出口且关闭第一出口，可以形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，以此来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用。并且，本技术的氢燃料电池不需要通过额外的水热管理系统或加热方式提高温度降低结冰量，仅需要一个三通的第一阀门结构动作就能实现流道的变更，达到提高氢燃料电池启动成功率的目的，在有效地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题的同时，保证了整个氢燃料电池的使用成本较低；
113.2)、本技术的氢燃料电池的控制方法，首先，在接收到氢燃料电池电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；然后，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组打开，以及控制第一阀门结构的第二出口打开、上述第一阀门结构的第一出口关闭，形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，以将电堆输出的混合流体中的液体分离并排出，来减少氢燃料电池中的含水量；最后，在液体排除后，控制上述第一出口打开、上述第二出口关闭，使得氢燃料电池形成电堆与气液分离结构之间的管路，以保证氢燃料电池的正常的能量转化功能。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在上述电堆停机并执行吹扫操作之后，且上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第二出口打开，且控制第二出口关闭，来形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，增加流道进行小循环来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用；
114.3)、本技术的氢燃料电池的控制装置，通过获取单元，在接收到氢燃料电池电堆的停机信号并执行停机吹扫操作之后，，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；通过第一空中单元，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组打开，以及控制第一阀门结构的第二出口打开、上述第一阀门结构的第一出口关闭，形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，以将电堆输出的混合流体中的液体分离并排出，来减少氢燃料电池中的含水量；通过第二控制单元，在液体排除后，控制上述第一出口打开、上述第二出口关闭，使得氢燃料电池形成电堆与气液分离结构之间的管路，以保证氢燃料电池的正常的能量转化功能。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在上述电堆停机并执行吹扫操作之后，且上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第二出口打开，且控制第二出口关闭，来形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，增加流道进行小循环来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料电池在低温环境下可以正常启动使用；
115.4)、本技术的氢燃料系统包括氢燃料电池以及氢燃料电池的控制器，其中，上述氢
燃料电池的控制器包括一个或多个处理器，存储器以及一个或多个程序，上述一个或多个程序包括用于执行任意一种上述的方法，首先，在接收到氢燃料电池电堆的停机信号的情况下，获取上述氢燃料电池所在环境的环境温度；然后，在上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组打开，以及控制第一阀门结构的第二出口打开、上述第一阀门结构的第一出口关闭，形成上述第一阀门结构、气液分离结构以及上述泵组之间的循环管路，以将电堆输出的混合流体中的液体分离并排出，来减少氢燃料电池中的含水量；最后，在液体排除后，控制上述第一出口打开、上述第二出口关闭，使得氢燃料电池形成电堆与气液分离结构之间的管路，以保证氢燃料电池的正常的能量转化功能。相较于现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，本技术通过设置第一阀门结构，在上述电堆停机并执行吹扫操作之后，且上述环境温度小于预设温度的情况下，控制泵组以及第二出口打开，且控制第二出口关闭，来形成气液分离结构、泵组与第一阀门结构之间的循环管路，来对电堆输出的混合流体进行循环气液分离，增加流道进行小循环来减少氢气系统内部含水量，从根本上减少了结冰量，较好地解决了现有技术中低温环境下氢燃料电池容易被冷冻的问题，使得氢燃料系统在低温环境下可以正常启动使用。
116.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。