一种氢气路控制方法、装置及电子设备与流程

1.本技术涉及燃料电池领域，尤其涉及一种氢气路控制方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.燃料电池对外输出的电能是氢气与氧气通过电化学反应产生的，其反应生成的产物只有对环境无污染的液态水。其中，参与电化学反应的氧气来源于空气，空气中未参与反应的氮气以及电化学反应生成的液态水会部分从电堆的空气侧渗透到氢气侧，从空气侧渗透到氢气侧的氮气及液态水会随着氢气路排氢阀的开启而排出。
3.目前，燃料电池系统氢气路的排氢周期通常是先基于工作在某一恒定电流条件下标定得到，然后考虑到系统动态运行的需求，会将上述基于稳态条件标定得到的排氢周期缩短，以防止电堆因为氢气路排水或者排氮不及时而导致电堆在运行过程中出现单体电压低等可靠性问题。
4.然而，上述缩短系统稳态排氢周期的方法，会导致系统工作在稳态工作点时排出的氢气量增加，降低系统的氢气利用率，从而降低系统的使用经济性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种氢气路控制方法、装置及电子设备，其具体方案如下：
6.一种氢气路控制方法，包括：
7.获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
8.确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；
9.获得所述第二氮气渗透速率与所述第一氮气渗透速率的第一比率关系以及所述第二液态水生成速率与所述第一液态水生成速率的第二比率关系；
10.根据所述第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
11.进一步的，所述根据所述第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的基础排放周期进行调整，包括：
12.确定所述第一比率关系与所述第二比率关系中的最大值；
13.将预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的基础排放周期与所述最大值做商，将得到的数值确定为调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
14.进一步的，所述获得所述第二氮气渗透速率与所述第一氮气渗透速率的第一比率关系以及所述第二液态水生成速率与所述第一液态水生成速率的第二比率关系，包括：
15.若所述第二氮气渗透速率不小于第一氮气渗透速率，则所述第一比率关系为第二氮气渗透速率与所述第一氮气渗透速率的比值；若所述第二氮气渗透速率小于第一氮气渗
透速率，则所述第一比率关系为1；
16.若所述第二液态水生成速率不小于第一液态水生成速率，则所述第二比率关系为第二液态水生成速率与所述第一液态水生成速率的比值；若所述第二液态水生成速率小于第一液态水生成速率，则所述第二比率关系为1。
17.进一步的，还包括：
18.基于所述调整后的当前时刻的氢气路排放周期及控制器的通讯周期确定排氢电磁阀的开启时刻，以便在所述排氢电磁阀的开启时刻进行氢气路的排放。
19.进一步的，所述获得在当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，包括：
20.获得不同工作电流时刻点及不同氢气路或水路温度下的氮气渗透速率数值组，及不同工作电流时刻点及不同氢气路或水路温度下的液态水生成速率数值组；
21.从所述氮气渗透速率数值组中获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率，从所述液态水生成速率数值组中获得在当前时刻工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一液态水生成速率。
22.进一步的，所述确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二液态水生成速率，包括：
23.获得当前工作电流时刻点的当前氢气路温度；
24.确定所述当前氢气路温度是否不小于设定氢气路温度；
25.若确定所述当前氢气路温度不小于所述设定氢气路温度，则确定所述第二液态水生成速率与所述第一液态水生成速率相同；
26.若确定所述当前氢气路温度小于所述设定氢气路温度，则确定所述第二液态水生成速率为所述第一液态水生成速率与冷凝水生成速率相加的和。
27.进一步的，还包括：
28.确定所述冷凝水生成速率；
29.其中，所述确定所述冷凝水生成速率，包括：
30.确定在氢气路设计温度及湿度下的第一气态水量，及在当前氢气路温度及湿度为100％时的第二气态水量；
31.比较所述第一气态水量及第二气态水量；
32.若确定所述第二气态水量不小于所述第一气态水量，则确定所述冷凝水生成速率为0；
33.若确定所述第二气态水量小于所述第一气态水量，则将所述第一气态水量与所述第二气态水量相减得到的差确定为所述冷凝水生成速率。
34.一种氢气路控制装置，包括：
35.第一获得单元，用于获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
36.第一确定单元，用于确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；
37.第二获得单元，用于获得所述第二氮气渗透速率与所述第一氮气渗透速率的第一比率关系以及所述第二液态水生成速率与所述第一液态水生成速率的第二比率关系；
38.调整单元，用于根据所述第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
39.一种电子设备，包括：
40.处理器，用于获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；获得所述第二氮气渗透速率与所述第一氮气渗透速率的第一比率关系以及所述第二液态水生成速率与所述第一液态水生成速率的第二比率关系；根据所述第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期；
41.存储器，用于存储所述处理器执行上述处理过程的程序。
42.一种可读存储介质，用于至少存储一组指令集；
43.所述指令集用于被调用并至少执行如上任一项所述的氢气路控制的方法。
44.从上述技术方案可以看出，本技术公开的氢气路控制方法、装置及电子设备，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及液态水生成速率进行比率计算，从而基于比率值动态调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
附图说明
45.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
46.图1为本技术实施例公开的一种氢气路控制方法的流程图；
47.图2为本技术实施例公开的一种燃料电池系统的结构示意图；
48.图3为本技术实施例公开的一种氢气路控制方法的流程图；
49.图4为本技术实施例公开的一种氢气路控制方法的流程图；
50.图5为本技术实施例公开的一种氢气路控制方法的流程图；
51.图6为本技术实施例公开的一种氢气路控制装置的结构示意图；
52.图7为本技术实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
53.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，都属于本技术保护的范围。
54.本技术公开了一种氢气路控制方法，其流程图如图1所示，包括：
55.步骤s11、获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
56.步骤s12、确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；
57.步骤s13、获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系；
58.步骤s14、根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
59.燃料电池系统在通过氢气与氧气产生电化学反应生成电能时，需要对系统中的氮气和水进行排放，渗透到系统氢气路的氮气和水会随着氢气路排氢阀的开启而排出。
60.目前，可通过电堆单体电压状态及氢循环泵功率变化，间接判断电堆氢气路是否发生水堵，如果单体电压异常或者氢循环泵功率过大则认为电堆氢气路发生水堵，进行排氢，采用这一方式容易出现水堵误判的情况，从而导致非必要排氢；另外，还可根据系统功率运行状态，将系统排氢周期增加或减少，仅考虑了系统功率的状态，而并未考虑系统运行过程中温度或其他参数，其排氢周期并不准确。
61.基于此，本方案公开一种氢气路控制方法，通过系统当前氢气路温度或水路温度计算氮气渗透速率及液态水生成速率相对于设定氢气路温度或设定水路温度下的比率关系，以便于根据比率关系动态调整系统的氢气路排放周期，以提高燃料电池系统对动态工况的自适应性，减少非必要排氢，提高系统运行过程中的氢气利用率。
62.具体的，首先确定在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率以及第一液态水生成速率，即在设定的氢气路温度下、且在当前工作电流下的液态水生成速率，即理论液态水生成速率值，以及在设定的水路温度下、且在当前工作电流下的氮气渗透速率，即理论氮气渗透速率值。
63.另外，还需要获得在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，即在与理论液态水生成速率值处于相同的工作电流时，且在当前实际的氢气路温度下的液态水生成速率，即实际液态水生成速率值，以及在与理论氮气渗透速率处于相同的工作电流时。且在当前实际的水路温度下的氮气渗透速率，即实际氮气渗透速率值。
64.比较实际氮气渗透速率与理论氮气渗透速率，即比较第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率，得到第一比率关系；同时，比较实际液态水生成速率与理论液态水生成速率，
即比较第二液态水生成速率与第一液态水生成速率，得到第二比率关系。
65.根据第一比率关系或第二比率关系对基础排放周期进行调整，以获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期，以便于燃料电池系统能够基于获得的当前时刻的氢气路排放周期对氢气路中的气体或水进行排放，从而达到动态调整氢气路排放周期的目的。
66.其中，基础排放周期是预先确定的，其可根据当前电流下电堆设计要求的氢气路氮浓度以及分水器内所允许的最高液态水液位标定该工作电流时刻点的基础排放周期。
67.燃料电池系统工作在不同电流密度下时，电堆对氢气路会有不同的氮浓度要求，电堆氢气路的氮浓度越高，电堆性能越差，电堆效率越低，但是加大排氢频率会导致系统中氢气排出变多，从而导致燃料电池系统的效率降低，因此，需要一种动态排氢的方法，在满足一定氮浓度要求的情况下，使系统工作在稳态条件下的排氢频率尽可能小。
68.基于第一比率关系或第二比率关系对基础排放周期进行调整，得到调整后的当前时刻的氢气路排放周期，即基于氮气渗透速率的比率关系或者液态水生成速率的比率关系对氢气路排放周期进行调整，其实际是将氮气渗透速率或者液态水生成速率作为氢气路排放周期调整的参考参数，以实现氢气路排放周期的自适应调整，避免排放频繁导致氢气利用率低的问题。
69.具体的，本实施例公开的燃料电池系统的结构示意图如图2所示，包括：燃料电池、空压机、中冷器、背压阀、散热器、水冷泵、节温器、水入温度传感器t2、水箱、氢气路温度传感器t1、阳极分水器、排氢电磁阀、氢循环泵、进氢电磁阀及系统控制器(系统控制器并未在图2中标出)。
70.其中，排氢电磁阀用于排出系统氢气路中的氮气或液态水；氢气路温度传感器用于监测系统氢气路温度，用于后续系统基于该温度计算或查找当前时刻氮气渗透速率及液态水生成速率；系统控制器用于控制排氢电磁阀的开启或关闭、传感器温度采集并实时计算当前时刻系统排放周期。
71.本方案是基于系统在氢气路操作条件在采用本控制方法前后不变的情况下，当工作电流相同时，水路温度的变化会导致系统从空气路到氢气路的氮气渗透速率发生变化以及氢气路气态水因水路温度变化而发生冷凝的现象。因此，通过计算或标定得到系统工作在当前工作电流时刻点以及系统氢气路温度或水路温度下的氮气渗透速率和液态水生成速率，与在相同工作电流时刻点实际氢气路温度或水路温度下的氮气渗透速率和液态水生成速率的比率关系，调整基础排放周期，达到氢气路排放周期随着氮气渗透速率或液态水生成速率的变化而动态变化的目的。
72.本实施例公开的氢气路控制方法，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及液态水生成速率进行比率计算，并基于比率值调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在
系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
73.本实施例公开了一种氢气路控制方法，其流程图如图3所示，包括：
74.步骤s31、获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
75.步骤s32、确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；
76.步骤s33、获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系；
77.步骤s34、确定第一比率关系与第二比率关系中的最大值；
78.步骤s35、将预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的基础排放周期与最大值做商，将得到的数值确定为调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
79.在根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的基础排放周期进行调整时，可选择根据第一比率关系对基础排放周期进行调整，也可选择根据第二比率关系对基础排放周期进行调整。
80.而其中对于第一比率关系或第二比率关系的选择，则可直接基于第一比率关系与第二比率关系的大小确定，即可直接选择第一比率关系与第二比率关系中的最大值，并基于两个比率关系中的最大值对基础排放周期进行调整，而对于两个比率关系中的最小值，由于已基于比较大的比率关系进行了调整，则无需再考虑比较小的比率关系，可直接在当前对基础排放周期进行调整时舍弃比较小的比率关系。
81.如：若第一比率关系大于第二比率关系，则可直接基于第一比率关系对基础排放周期进行调整，即，仅基于氮气渗透速率对基础排放周期进行调整，而无需考虑液态水生成速率；若第二比率关系大于第一比率关系，则可直接基于第二比率关系对基础排放周期进行调整，即，仅基于液态水生成速率对基础排放周期进行调整，而无需考虑氮气渗透速率。
82.基于两个比率关系中的最大值对基础排放周期进行调整，得到调整后的当前时刻的氢气路排放周期，可以具体为：将基础排放周期除以两个比率关系中的最大值，将相除得到的商确定为调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
83.进一步的，对于第一比率关系及第二比率关系的获得，可以为：
84.若第二氮气渗透速率不小于第一氮气渗透速率，则第一比率关系为第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的比值；若第二氮气渗透速率小于第一氮气渗透速率，则第一比率关系为1；
85.若第二液态水生成速率不小于第一液态水生成速率，则第二比率关系为第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的比值；若第二液态水生成速率小于第一液态水生成速率，则第二比率关系为1。
86.即基于实际氮气渗透速率与理论氮气渗透速率的大小确定第一比率关系，基于实际液态水生成速率与理论液态水生成速率的大小确定第二比率关系。
87.若实际氮气渗透速率小于理论氮气渗透速率，同时，实际液态水生成速率小于理论液态水生成速率，则第一比率关系与第二比率关系均为1，此时，当前的氢气路排放周期
与基础排放周期相同，无需对基础排放周期进行调整；
88.若实际氮气渗透速率大于理论氮气渗透速率，则第一比率关系为大于1的数值；若此时，实际液态水生成速率小于理论液态水生成速率，则第二比率关系为1，此时，当前的氢气路排放周期需要在基础排放周期的基础上除以第一比率关系，以使得调整之后的氢气路排放周期小于基础排放周期；
89.若实际氮气渗透速率小于理论氮气渗透速率，则第一比率关系为1，同时，实际液态水生成速率大于理论液态水生成速率，则第二比率关系为大于1的数值，则此时，当前的氢气路排放周期需要在基础排放周期的基础上除以第二比率关系，以使得调整之后的氢气路排放周期小于基础排放周期；
90.若实际氮气渗透速率大于理论氮气渗透速率，同时，实际液态水生成速率大于理论液态水生成速率，则第一比率关系与第二比率关系均大于1，此时，需要进一步比较第一比率关系与第二比率关系的大小，若第一比率关系大于第二比率关系，则当前的氢气路排放周期需要在基础排放周期的基础上除以第一比率关系；若第二比率关系大于第一比率关系，则当前的氢气路排放周期需要在基础排放周期的基础上除以第二比率关系。
91.本实施例公开的氢气路控制方法，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及液态水生成速率进行比率计算，并基于比率值调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
92.本实施例公开了一种氢气路控制方法，其流程图如图4所示，包括：
93.步骤s41、获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
94.步骤s42、确定在当前工作时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；
95.步骤s43、获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系；
96.步骤s44、根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期；
97.步骤s45、基于调整后的当前时刻的氢气路排放周期及控制器的通讯周期确定排氢周期的累计积分，当累计积分达到预设值时控制排氢电磁阀开启，进行氢气路的排放。
98.在对氢气路的排放周期进行调整后，还需要对氢气路的排放周期进行监测，以便
确定排氢电磁阀的开启或关闭。并且，由于系统在运行过程中工作电流及氢气路或水路温度是在时刻变化的，因此，每时刻系统的排放周期都可能不同，因此，需要对氢气路的排放周期进行实时积分以确定排氢电磁阀的开启时刻。
99.由于系统在运行过程中工作电流及氢气路温度是在时刻变化的，因此，每时刻系统的排放周期都不相同，需要对排放周期进行计算以确定排氢电磁阀的开启时刻。
100.具体的，可设定f＝0，循环执行以下公式：
101.f＝1/t1*t0+f
102.进行上述累积计算，得到排氢周期的累计积分f，当f＝1时，退出循环过程，执行开启单位时间排氢电磁阀的步骤，即当f＝1时，控制排氢电磁阀开启，之后，使f＝0，并且继续重复上述循环。
103.其中，t1为当前时刻的氢气路排放周期，t0为控制器的通讯周期。
104.其中，氢气路排放周期为排氢电磁阀两次开启所间隔的时间。
105.本实施例公开的氢气路控制方法，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及液态水生成速率进行比率计算，并基于比率值调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
106.本实施例公开了一种氢气路控制方法，其流程图如图5所示，包括：
107.步骤s51、获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
108.步骤s52、获得当前工作电流时刻点的当前氢气路温度，确定当前氢气路温度是否不小于设定氢气路温度；
109.步骤s53、若确定当前氢气路温度不小于设定氢气路温度，确定第二液态水生成速率与第一液态水生成速率相同；
110.步骤s54、若确定当前氢气路温度小于设定氢气路温度，确定第二液态水生成速率为第一液态水生成速率与冷凝水生成速率相加的和；
111.步骤s55、确定在当前工作电流时刻点及当前水温温度下的第二氮气渗透速率；
112.步骤s56、获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系；
113.步骤s57、根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
114.第一液态水生成速率及第一氮气渗透速率是通过查询预先获得的表格得到，而第二液态水生成速率及第二氮气渗透速率则通过计算得到。
115.具体的，获得不同工作电流时刻点及不同氢气路或水路温度下的氮气渗透速率数值组，及不同工作电流时刻点及不同氢气路或水路温度下的液态水生成速率数值组；从氮气渗透速率数值组中获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率，从液态水生成速率数值组中获得在当前时刻工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一液态水生成速率。
116.燃料电池系统工作在某稳态工作电流点及某氢气路或水路温度状态下，根据当前电流下电堆设计要求的氢腔氮浓度及分水器内所允许的最高液态水液位，标定该工作点的基础排放周期，同时记录系统在该工作点的氮气渗透速率及液态水生成速率；控制系统运行在不同工作电流点，以及不同氢气路或水路温度下，重复上述步骤得到液态水生成速率数值组、氮气渗透速率数值组以及基础排放周期数值组等。
117.对上述数值组进行整理，可得到系统在不同氢气路温度下的电流与基础排放周期的关系曲线，电流与氮气渗透速率关系曲线以及电流与液态水生成速率关系曲线。
118.之后若要确定在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率，则直接通过查找氮气渗透速率数值组即可获得，或者，通过电流与氮气渗透速率关系曲线图也可确定第一氮气渗透速率；同样的，若要确定在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一液态水生成速率，则可直接通过查找液态水生成速率数值组获得，或者，通过电流与液态水生成速率关系曲线图也可获得，同样的，在当前状态下的基础排放周期也可通过电流与基础排放周期的关系曲线图确定。
119.另外，在确定当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率，则可基于系统的水路温度确定，即
120.w_n＝f(t_sta)
121.其中，w_n为第二氮气渗透速率，t_sta为系统的水路温度。
122.而对于第二液态水生成速率，可通过计算方式确定，具体的：可通过比较当前氢气路温度与设定氢气路温度的大小，若当前氢气路温度不小于设定氢气路温度，则可将第一液态水生成速率确定为第二液态水生成速率，即在当前氢气路温度大于或等于设定氢气路温度时，第二液态水生成速率与第一液态水生成速率相同；而若当前氢气路温度小于设定氢气路温度，则还需要考虑冷凝水生成速率，即将第一液态水生成速率与冷凝水生成速率的和确定为第二液态水生成速率。
123.即氢气路的温度会影响水的生成速率，例如：在一个密闭空间内，有一定温度且湿度是100％的空气，如果该密闭空间内温度降低，则空间内的湿气会饱和冷凝，生成液态水。即当氢气路温度较低时，会有冷凝水生成，则在确定实际液态水生成速率时，需要增加冷凝水生成的因素。
124.其中，确定冷凝水生成速率，可以为：
125.确定在氢气路设计温度及湿度下的第一气态水量，及在当前氢气路温度及湿度为100％时的第二气态水量；比较第一气态水量及第二气态水量，若确定第二气态水量不小于第一气态水量，则确定冷凝水生成速率为0；若确定第二气态水量小于第一气态水量，则将第一气态水量与第二气态水量相减得到的差确定为冷凝水生成速率。
126.即在当前氢气路温度及湿度为100％时的气态水量大于或等于氢气路设计温度及湿度时的气态水量时，无需考虑冷凝水生成速率，只有在当前氢气路温度及湿度为100％时的气态水量小于氢气路设计温度及湿度时的气态水量时，才会增加冷凝水生成这一参考因素，此时，将氢气路设计温度及湿度时的气态水量减去当前氢气路温度及湿度为100％时的气态水量得到的差确定为冷凝水生成速率。
127.在确定冷凝水生成速率后，再基于冷凝水生成速率确定第二液态水生成速率。
128.进一步的，第一气态水量可以为：
129.m_设计＝[设计温度下的饱和蒸汽压*氢气路湿度/(101+电堆氢入压力-设计温度下的饱和蒸汽压*氢气路湿度)]*氢气路循环流量；
[0130]
m_当前＝[当前温度下的饱和蒸气压*100％/(101+电堆氢入压力-当前温度下的饱和蒸汽压*100％)]*氢气路循环流量。
[0131]
其中，m_设计为：在氢气路设计温度及湿度下的第一气态水量；m_当前为：在当前氢气路温度且湿度为100％时的第二气态水量。
[0132]
本实施例公开的氢气路控制方法，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及液态水生成速率进行比率计算，并基于比率值调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
[0133]
本实施例公开了一种氢气路控制装置，其结构示意图如图6所示，包括：
[0134]
第一获得单元61，第一确定单元62，第二获得单元63及调整单元64。
[0135]
其中，第一获得单元61用于获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；
[0136]
第一确定单元62用于确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；
[0137]
第二获得单元63用于获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系；
[0138]
调整单元64用于根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。
[0139]
进一步的，调整单元用于：
[0140]
确定第一比率关系与第二比率关系中的最大值；将预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的基础排放周期与最大值做商，将得到的数值确定为调整后
的当前时刻的氢气路排放周期。
[0141]
进一步的，第二获得单元用于：
[0142]
若第二氮气渗透速率不小于第一氮气渗透速率，则第一比率关系为第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的比值；若第二氮气渗透速率小于第一氮气渗透速率，则第一比率关系为1；若第二液态水生成速率不小于第一液态水生成速率，则第二比率关系为第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的比值；若第二液态水生成速率小于第一液态水生成速率，则第二比率关系为1。
[0143]
进一步的，本实施例公开的氢气路控制装置，还可以包括：
[0144]
第二确定单元，用于基于调整后的当前时刻的氢气路排放周期及控制器的通讯周期确定排氢电磁阀的开启时刻，以便在排氢电磁阀的开启时刻进行氢气路的排放。
[0145]
进一步的，第一获得单元用于：
[0146]
获得不同工作电流时刻点及不同氢气路或水路温度下的氮气渗透速率数值组，及不同工作电流时刻点及不同氢气路或水路温度下的液态水生成速率数值组；从氮气渗透速率数值组中获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率，从液态水生成速率数值组中获得在当前时刻工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一液态水生成速率。
[0147]
进一步的，第一确定单元用于：
[0148]
获得当前工作电流时刻点的当前氢气路温度；确定当前氢气路温度是否不小于设定氢气路温度；若确定当前氢气路温度不小于设定氢气路温度，则确定第二液态水生成速率与第一液态水生成速率相同；若确定当前氢气路温度小于设定氢气路温度，则确定第二液态水生成速率为第一液态水生成速率与冷凝水生成速率相加的和。
[0149]
进一步的，第一确定单元还用于：确定冷凝水生成速率；
[0150]
其中，确定冷凝水生成速率，包括：
[0151]
确定在氢气路设计温度及湿度下的第一气态水量，及在当前氢气路温度及湿度为100％时的第二气态水量；
[0152]
比较第一气态水量及第二气态水量；
[0153]
若确定第二气态水量不小于第一气态水量，则确定冷凝水生成速率为0；
[0154]
若确定第二气态水量小于第一气态水量，则将第一气态水量与第二气态水量相减得到的差确定为冷凝水生成速率。
[0155]
本实施例公开的氢气路控制装置是基于上述实施例公开的氢气路控制方法实现的，在此不再赘述。
[0156]
本实施例公开的氢气路控制装置，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及
液态水生成速率进行比率计算，并基于比率值调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
[0157]
本实施例公开了一种电子设备，其结构示意图如图7所示，包括：
[0158]
处理器71及存储器72。
[0159]
处理器71用于获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率；确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率；获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系；根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期；
[0160]
存储器72用于存储处理器执行上述处理过程的程序。
[0161]
本实施例公开的电子设备是基于上述实施例公开的氢气路控制方法实现的，在此不再赘述。
[0162]
本实施例公开的电子设备，获得在当前工作电流时刻点及设定氢气路或水路温度下的第一氮气渗透速率及第一液态水生成速率，确定在当前工作电流时刻点及当前氢气路或水路温度下的第二氮气渗透速率及第二液态水生成速率，获得第二氮气渗透速率与第一氮气渗透速率的第一比率关系以及第二液态水生成速率与第一液态水生成速率的第二比率关系，根据第一比率关系或第二比率关系对预先获得的当前工作电流时刻点及设定氢气或水路温度下的基础排放周期进行调整，获得调整后的当前时刻的氢气路排放周期。本方案通过对当前燃料电池系统中工作电流及氢气路温度下的电堆氮气渗透速率及液态水生成速率进行确定，并将两个速率分别与设计氢气路或水路温度下的氮气渗透速率及液态水生成速率进行比率计算，并基于比率值调整系统排氢电磁阀的排放周期，实现了在系统动态工况中对排放周期的自适应调整，提高了系统对动态运行工况的适应性，并且通过降低在设计氢气路温度条件下的排氢周期，可提高系统的氢气利用率，提升系统使用经济性，避免出现非必要排氢导致氢气利用率低的问题。
[0163]
本技术实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行，实现上述氢气路控制方法的各步骤，具体实现过程可以参照上述实施例相应部分的描述，本实施例不做赘述。
[0164]
本技术还提出了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。电子设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该电子设备执行上述氢气路控制方法方面或氢气路控制装置方面的各种可选实现方式中所提供方法，具体实现过程可以参照上述相应实施例的描述，不做赘述。
[0165]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0166]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0167]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0168]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。