一种氢燃料电池工作温度控制方法和系统与流程

1.本说明书涉及电池领域，特别涉及一种氢燃料电池工作温度控制方法和系统。


背景技术：

2.燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置。在新一轮能源革命驱动下，氢燃料电池因其具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点而备受关注。因为氢燃料电池在输出功率时会产生热量,随着氢燃料电池工作温度的上升，其中部件(例如，质子交换膜)的热稳定性和质子传导能力将会下降，同时，工作温度过高，也会加速催化剂的衰减，最终影响电堆运行的安全性。
3.因此，有必要提供一种能够更加准确地控制氢燃料电池工作温度的方法，及时将热量从燃料电池排出，保持燃料电池在正常温度范围内工作。


技术实现要素：

4.本说明书一个或多个实施例提供一种氢燃料电池工作温度控制方法。所述方法包括：获取第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，所述电极气体消耗量包括第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量；基于所述第一时间内的所述电池工作温度、所述电堆输出电流和所述电极气体消耗量，确定第二时间内的电池工作温度预测值；以及基于所述第二时间内的所述电池工作温度预测值，确定电池工作温度控制方案。
5.本说明书实施例之一提供一种氢燃料电池工作温度控制系统，所述系统包括获取模块、第一确定模块和第二确定模块；所述获取模块用于获取第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，所述电极气体消耗量包括第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量；所述第一确定模块用于基于所述第一时间内的所述电池工作温度、所述电堆输出电流和所述电极气体消耗量，确定第二时间内的电池工作温度预测值；所述第二确定模块用于基于所述第二时间内的所述电池工作温度预测值，确定电池工作温度控制方案。
6.本说明书一个或多个实施例提供一种氢燃料电池工作温度控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行前述氢燃料电池工作温度控制方法。
7.本说明书一个或多个实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行前述氢燃料电池工作温度控制方法。
附图说明
8.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
9.图1是根据本说明书一些实施例所示的氢燃料电池工作温度控制系统的应用场景
示意图；
10.图2是根据本说明书一些实施例所示的氢燃料电池工作温度控制方法的示例性流程图；
11.图3是根据本说明书一些实施例所示的温度预测模型示意图；
12.图4是根据本说明书一些实施例所示的确定温度控制方案的示意图；
13.图5是根据本说明书另一些实施例所示的确定温度控制方案的示意图；
14.图6是根据本说明书一些实施例所示的氢燃料电池工作温度控制系统的系统模块图。
具体实施方式
15.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
16.应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
17.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
18.本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
19.图1是根据本说明书一些实施例所示的氢燃料电池工作温度控制系统的应用场景100的示意图。
20.在一些实施例中，应用场景100可以包括氢燃料电池110、控制器120、以及处理设备130。
21.氢燃料电池110是以氢气为燃料，通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点。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，形成电流。根据电解质种类的不同，氢燃料电池110可以包括熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池、固体高分子燃料电池、或质子交换膜燃料电池。
22.氢燃料电池110工作过程中热量的主要来源有欧姆电阻的产热、反应的熵热、不可逆的电化学反应热等，不可避免地产生的大量的热能，可能使电池工作温度上升。不同的氢燃料电池的安全温度范围有所不同，电池超过工作温度可能存在安全隐患。例如，碱性燃料电池(afc)工作温度为50～100℃，磷酸燃料电池(pafc)工作温度为100～300℃，质子交换
膜燃料电池(pemfc)工作温度为80℃，熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)工作温度为600～700℃，固体氧化物燃料电池(sofc)工作温度为800～1000℃。当电池工作温度过高时，会对电池本身产生不可逆的损害，最终影响电堆运行的安全性。因此，需要及时将热量从燃料电池排出，保持燃料电池在正常温度范围内工作。
23.控制器120可以处理从其它设备或系统组成部分中获得的数据和/或信息，基于这些数据、信息和/或处理结果执行本说明书一些实施例中所示的氢燃料电池工作温度控制方法，以完成一个或多个本说明书一些实施例中描述的功能。在一些实施例中，控制器120可以通过获取到的电池工作工作温度或电极气体的温度预测值，控制氢燃料电池110的温度控制方案。在一些实施例中，当电极气体的温度预测值大于预设阈值时，控制器120通过蒸发冷却的方式控制电池温度。在一些实施例中，当电池工作温度预测值处于第一范围时，控制器120通过液体冷却的方式控制电池温度。
24.处理设备130可以处理从其他设备或系统组成部分中获得的数据、信息和/或处理结果，并基于这些数据、信息和/或处理结果执行程序指令，以执行一个或多个本说明书中描述的功能。在一些实施例中，处理设备130可以接收控制器120发出的指令，调节第一冷却液或第二冷却液的流速。在一些实施例中，处理设备130可以包括一个或以上处理引擎(例如，单芯片处理引擎或多芯片处理引擎)。在一些实施例中，处理设备可以包括一个或多个处理器(图中未示出)。
25.需要注意的是，以上对于系统及其组成部分的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个组成部分进行任意组合，或者构成子系统与其他组成部分连接。例如，控制器120和处理设备130可以整合在一个组成部分中。又例如，各个组成部分可以共用一个存储设备，各个组成部分也可以分别具有各自的存储设备。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
26.图2是根据本说明书一些实施例所示的氢燃料电池工作温度控制方法的示例性流程图。如图2所示，流程200包括下述步骤。在一些实施例中，流程200可以由电池工作温度控制系统执行。
27.s210，获取第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量。
28.第一时间可以是电池开始工作后的任意时间段。例如，第一时间可以是电池开始工作后的第5分钟至第6分钟内的时间段或电池开始工作后的第3分钟至第13分钟内的时间段。在一些实施例中，第一时间的起始时间点和结束时间点可以由人为设定。例如，可以将电池的工作温度达到40℃的时间作为第一时间的起始时间点，达到40℃后的第15分钟作为第一时间的结束时间点。
29.电池工作温度是指电池在使用时的实际温度。在一些实施例中，可以通过配置于电堆的温度传感器获得电池工作温度。在一些实施例中，传感器可以是热电堆温度传感器。
30.电堆是指多个氢燃料电池组成的电池堆。对于氢燃料电池来说，由一组电极和电解质板构成的单体电池工作时的输出电压较低，电流密度较小。因此，电堆目的是为了获得实际应用时负载所需要的电压。电堆输出电流是指电堆中的闭路热电偶产生的电流。例如，电堆输出电流可以为10-350a。
31.在一些实施例中，电堆输出电流可以通过配置于电堆的电流计获得。
32.电极气体消耗量是指氢燃料电池在工作时，单位时间内对电极气体的消耗数量。例如，电极气体消耗量可以是3kg/h。
33.在一些实施例中，电极气体消耗量可以通过配置于电极的气体流量计获得。
34.s220，基于第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，确定第二时间内的电池工作温度预测值。
35.电池工作温度预测值是对氢燃料电池在未来某个时间段的温度进行预测得到的值。在一些实施例中，电池温度预测值可以为预测的氢燃料电池在第二时间内的电池工作温度。
36.第二时间可以是位于第一时间后的任意时间段。例如，当第一时间是09：00-09：05时，第二时间可以是09：10-09：15。在一些实施例中，第一时间和第二时间可以是连续的。第一时间和第二时间的长度可以相同，也可以不同。
37.在一些实施例中，可以基于第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，参考相同规格氢燃料电池的历史电池工作数据，以及第一时间和第二时间的时间间隔，确定第二时间内的电池工作温度预测值。其中，历史电池工作数据可以包括历史不同时间段氢燃料电池的历史工作温度、历史电堆输出电流和历史电极气体消耗量。
38.在一些实施例中，还可以基于第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，通过温度预测模型，确定第二时间内的电池工作温度预测值。在一些实施例中，电极气体消耗量包括第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量。更多关于温度预测模型的内容可以参见图3。
39.在一些实施例中，第一电极是氧气/空气所在的电极，第一电极气体消耗量为氧气/空气的消耗量。
40.在一些实施例中，第二电极是氢气所在的电极，第二电极气体消耗量为氢气的消耗量。
41.在一些实施例中，第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量可以分别通过配置于第一电极和第二电极的气体流量计获得。
42.在一些实施例中，氢燃料电池工作温度控制系统还可以显示第二时间内的电池工作温度预测值，当第二时间内的电池工作温度预测值大于预设阈值时，系统发出预警。在一些实施例中，可以根据电池工作温度预测值所处的范围分级预警。在一些实施例中，预警信号可以由处理设备130基于控制器120的控制指令发出。
43.在一些实施例中，可以通过多种方式显示电池工作温度预测值，例如，热红外成像仪、与温度传感器连接的显示屏或用户终端等。
44.预设阈值是电池工作预测值的温度上限。预设阈值可以是系统设定，也可以人为设定的。在一些实施例中，预设阈值可以根据实际情况进行设置。
45.当电池工作温度预测值大于预设阈值时，可以根据预警级别通过多种方式发出预警。例如，当电池工作温度预测值处于第一范围时，启动一级预警，预警方式可以是显示红色指示灯持续闪烁；当电池工作温度预测值处于第二范围时，启动二级预警，预警方式可以是声音警报。有关第一范围和第二范围的更多描述可参见图5中的相关内容。
46.本说明书中的一个或多个实施例可以显示电池工作温度预测值，并根据位于不同范围区间的电池工作温度预测值进行分级预警，可以及时发现电池工作温度异常，使得电
池工作温度被控制在正常工作温度范围内，避免温度过高发现不及时造成安全事故以及损失。
47.s230，基于第二时间内的电池工作温度预测值，确定电池工作温度控制方案。
48.电池工作温度控制方案可以包括不同的温度控制方式。例如，可以通过液体冷却、气体冷却、蒸发冷却等方式控制电池工作温度。
49.液体冷却是指在燃料电池电极极板之间设计独立的冷却液流道，依靠冷却液强制对流换热，将燃料电池工作过程产生的热量带走。冷却液可以是去离子水或者水和乙二醇的混合物。
50.蒸发冷却是指冷却液和空气一起从氢燃料电池的阴极侧进入系统，所选用的冷却液一般为去离子水。
51.在一些实施例中，可以通过实际经验确定电池工作温度的控制方案。例如，对于功率大于5kw的燃料电池，通常采用液体冷却的方式。又例如，对于功率更高(如，大于100kw)的燃料电池，可以采用蒸发冷却的方式。
52.在一些实施例中，当通过液体冷却的方式控制电池温度时，确定电池工作温度控制方案还可以包括确定第一冷却液的流速。更多关于液体冷却和确定第一冷却液的流速的更多描述可以参见图4。
53.在一些实施例中，当通过蒸发冷却的方式控制电池温度时，所述电池工作温度控制方案可以包括确定第二冷却液的流速。更多关于蒸发冷却和确定第二冷却液的流速的更多描述可以参见图5。
54.本说明书的一个或多个实施例中，基于第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，确定第二时间内的电池工作温度预测值；基于第二时间内的电池工作温度预测值，确定电池工作温度控制方案，能够提前预测电池工作温度，以实现对氢燃料电池工作温度更加有效、安全的温度控制。
55.图3是根据本说明书一些实施例所示的温度预测模型的示意图。如图3所示，温度预测模型300包括如下内容。
56.在一些实施例中，控制器120可以通过温度预测模型320，确定第二时间内的电池工作温度预测值330。
57.温度预测模型320可以指用于预测电池工作温度的模型。在一些实施例中，温度预测模型320可以为训练后的机器学习模型。温度预测模型320可以是循环神经网络模型、卷积神经网络或其他自定义的模型结构等中的任意一种或组合。
58.在一些实施例中，温度预测模型320的输入可以包括第一时间内的电池工作温度310-1、电堆输出电流310-2和电极气体消耗量310-3。其中，电池工作温度310-1可以通过配置于电堆的温度传感器获得，电堆输出电流310-2可以通过配置于电堆的电流计获得。电极气体消耗量310-3可以包括第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量。第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量可以分别通过配置于第一电极和第二电极的气体流量计获得。例如，温度预测模型的输入可以包括第一时间内的电池工作温度为60℃，电堆输出电流为20a，第一电极的氢气消耗量为100l/min，第二电极的空气消耗量为500l/min。
59.在一些实施例中，温度预测模型320的输入还可以包括第一时间内电极气体的温度310-4，电极气体的温度310-4可以包括第一电极气体的温度和第二电极气体的温度，第
一电极气体的温度和第二电极气体的温度可以分别通过配置于第一电极和第二电极的温度传感器获得。例如，温度预测模型的输入还可以包括第一电极气体(氢气)的温度20℃，第二电极气体(空气)的温度28℃。可以理解的是，根据第一电极气体和第二电极气体储存方式的不同，二者温度可以相同也可以不同。
60.温度预测模型320的输出可以包括第二时间内的电池工作温度预测值330。例如，温度预测模型输出的第二时间内的电池工作温度预测值为80℃。
61.温度预测模型320的输出还可以包括第二时间内的电极气体的温度预测值340，电极气体的温度预测值340可以包括第一电极气体的温度预测值和第二电极气体的温度预测值。例如，温度预测模型的输出还可以包括第一电极气体的温度预测值为35℃，第二电极气体的温度预测值为40℃。
62.在一些实施例中，温度预测模型320可以通过多个有标签的第一训练样本(如，训练样本360)训练得到。例如，可以将多个带有标签的第一训练样本输入初始温度预测模型，通过标签和初始温度预测模型的结果构建损失函数，基于损失函数通过梯度下降或其他方式迭代更新初始温度预测模型的参数。当满足预设条件时模型训练完成，得到训练好的温度预测模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。
63.在一些实施例中，温度预测模型320的训练样本360包括氢燃料电池110在第一历史时间内的电池工作温度、电堆输出电流、第一电极的气体消耗量、第二电极的气体消耗量。在一些实施例中，温度预测模型320的训练样本360还可以包括第一历史时间内第一电极气体的温度和第二电极气体的温度，其中，第一历史时间可以包括氢燃料电池110在工作时的任意历史时段。训练样本360可以基于各传感器的历史工作记录获得。
64.在一些实施例中，训练的标签可以包括氢燃料电池110在第二历史时间内的实际电池工作温度。在一些实施例中，训练的标签还可以包括第一电极气体的实际温度和第二电极气体的实际温度，其中，第二历史时间可以为第一历史时间之后的任意历史时段。训练样本360的标签可以基于温度传感器的历史工作记录获得。训练样本360的标签可以基于人工进行标注或其它可行的方式标注。
65.在一些实施例中，可以根据电堆输出电流的大小确定损失函数中电池工作温度和电极气体温度的权重。例如，当电堆输出电流较小时，应重点针对电池工作温度进行冷却，此时，可以为电池工作温度设置更大的损失权重，为电极气体温度设置更小的损失权重；当电堆输出电流较大时，需要同时针对电池工作温度和电极气体温度进行冷却，此时，可以适当增大电极气体温度的损失权重。例如，当电堆输出电流较小时，可以设置电池工作温度的损失权重为0.8，电极气体温度的损失权重为0.2；当电堆输出电流较大时，可以设置电池工作温度的损失权重为0.5，电极气体温度的损失权重为0.5。可以理解的是以上有关损失权重的举例仅为示例，在实际中损失权重的具体值可以由系统设置，或根据经验人工设置。
66.在一些实施例中，控制器120可以基于训练样本360，对初始温度预测模型350进行训练，得到温度预测模型320，并基于温度预测模型320确定第二时间内的电池工作温度预测值330。
67.本说明书一些实施例基于训练后的温度预测模型，对氢燃料电池的工作温度进行合理预测，得到电池工作温度预测值，以实现有预见性的温度调控，有效避免了温度过高导致的电池结构损坏。
68.图4是根据本说明书一些实施例所示的确定温度控制方案的示意图。如图4所示，确定温度控制方案的方法400包括以下内容。在一些实施例中，确定温度控制方案的方法400可以由控制器120执行。
69.在一些实施例中，当第二时间内电极气体的温度预测值大于预设阈值时，电池工作温度控制方案可以包括通过蒸发冷却的方式控制电池温度。其中，预设阈值可以指氢燃料电池电极气体的安全温度范围的最高温度。预设阈值可以是系统默认值、经验值、人为预先设定值等或其任意组合，可以根据实际需求设定。例如，通常氢燃料电池电极气体的安全温度范围为-10℃～46℃，则可以将46℃作为预设阈值。
70.蒸发冷却可以指将冷却液和空气一起从氢燃料电池110的第二电极侧进入系统，冷却液可以用于加湿空气，提升质子交换膜含水量，提升燃料电池性能，同时，大部分冷却液会被空气带入反应热源核心区域被蒸发掉，带走反应生成的热量。蒸发冷却可以大幅度降低冷却水泵和散热器的负荷。
71.在一些实施例中，控制器120可以从处理设备130获取第二时间内电极气体的温度预测值是否大于预设阈值的判断结果，当第二时间内电极气体的温度预测值大于预设阈值时，控制器120控制氢燃料电池110通过蒸发冷却的方式控制电池温度。其中，处理设备130判断第二时间内电极气体的温度预测值是否大于预设阈值的判断结果包括通过温度预测模型获取第二时间内电极气体的温度预测值，并将该温度预测值与预设阈值进行比较。有关温度预测模型的更多内容可参见图3及其描述。
72.在一些实施例中，确定电池工作温度控制方案还可以包括确定第二冷却液的流速。关于确定第二冷却液的流速的更多内容，可以参见图5及其相关描述。
73.本说明书的一些实施例通过温度预测模型预测第二时间内电极气体的温度预测值，充分考虑了电极气体的温度对电池的工作温度的影响，增加了电池工作温度预测值的准确度，同时温度预测模型新增加的输出(即电极气体的温度)也可用于调控电池工作温度，进而实现氢燃料电池的温度控制。
74.图5是根据本说明书另一些实施例所示的确定温度控制方案的示意图。如图5所示，流程500包括以下内容，在一些实施例中，流程500可以由控制器120执行。
75.在一些实施例中，氢燃料电池工作温度控制方法还包括以下内容：
76.s510：判断第二时间内的电池工作温度预测值处于第一范围还是第二范围。
77.第一范围可以指氢燃料电池安全工作温度范围内，接近最高安全工作温度的任意温度区间，可以根据不同氢燃料电池的安全工作温度范围及实际经验确定。例如，碱性燃料电池(afc)的安全工作温度范围为50～100℃，第一范围可以为80℃～100℃的温度区间；又例如，磷酸燃料电池(pafc)的安全工作温度范围为100～300℃，第一范围可以为200℃～300℃的温度区间。
78.第二范围可以指高于氢燃料电池第一安全工作范围的温度区间，可以根据不同氢燃料电池的安全工作温度范围及实际经验确定。例如，碱性燃料电池(afc)的安全工作温度范围为50～100℃，第二范围可以为100℃以上的温度区间；又例如，磷酸燃料电池(pafc)的安全工作温度范围为100～300℃，第一范围可以为300℃以上的温度区间。
79.以碱性燃料电池(afc)为例，若温度预测模型输出的第二时间内的电池工作温度预测值为90℃，则该温度预测值处于第一范围，若温度预测模型输出的第二时间内的电池
工作温度预测值为110℃，则该温度预测值处于第二范围。
80.s520：第二时间内的电池工作温度预测值若处于第一范围，则采用液体冷却，并通过向量匹配的方法确定第一冷却液的流速。
81.液体冷却可以指在氢燃料电池110的电极板之间设计独立的冷却液流道，依靠冷却液强制对流换热，将氢燃料电池110工作过程中产生的热量带走。
82.第一冷却液可以指用于对氢燃料电池进行液体冷却的冷却液。第一冷却液可以位于冷却液流道中。
83.在一些实施例中，确定电池工作温度控制方案包括，确定第一冷却液的流速。第一冷却液的流速可以指第一冷却液在冷却液流道中流动的速度，例如，5m/s。
84.第一冷却液的流速可以通过多种方式确定。例如，第一冷却液的流速可以是系统默认值、经验值、人为预先设定值等或其任意组合，可以根据实际需求设定。在一些实施例中，第一冷却液的流速也可以基于其他方式确定，例如，基于向量匹配确定。
85.在一些实施例中，控制器120可以基于第二时间内燃料电池的温度特征构建第二时间对应的温度特征向量。基于该温度特征向量与数据库中的参考向量进行匹配，进而确定第一冷却液的流速。其中，第二时间内燃料电池的温度特征至少包括第二时间内的电池工作温度预测值和第二时间内电极气体的温度预测值。
86.温度特征向量是指基于第二时间内的电池工作温度预测值、第二时间内电极气体的温度预测值构建的向量，其中，第二时间内电极气体的温度预测值包括第一电极气体温度预测值和第二电极气体温度预测值。该向量构建的方式可以有多种。例如，基于第二时间内燃料电池的温度特征(x，y1，y2)构建温度特征向量p。其中，温度特征(x，y1，y2)表示第二时间内该燃料电池的电池工作温度为x，第一电极气体温度预测值为y1，第二电极气体温度预测值为y2。
87.数据库包含多个历史特征向量，多个历史特征向量中的每个历史特征向量存在对应的历史第一冷却液流速。
88.历史特征向量基于氢燃料电池温度控制的历史数据组成，每个历史特征向量中可以包含与历史温度特征相关联的历史第一冷却液流速。历史特征向量可以通过多种方式构建。例如，历史特征向量可以为(m，n1，n2，s1)。其中，m为历史第二时间电池实际工作温度值，n1为历史第二时间第一电极气体实际温度值，n2为历史第二时间第二电极气体实际温度值，s1为历史第一冷却液流速。在一些实施例中，历史特征向量中的元素还可以包括历史第二冷却液流速s2。前述历史数据为冷却效果满足实际需求的历史数据记录。
89.参考向量基于历史特征向量构建，包括历史特征向量中除冷却液流速特征外的所有元素，与历史特征向量为一一对应的关系。
90.在一些实施例中，控制器120可以通过分别计算温度特征向量和多个参考向量之间的距离，进而确定温度特征向量对应的第一冷却液流速。例如，多个参考向量中将与温度特征向量距离满足预设条件的参考向量作为候选参考向量，根据与候选参考向量对应的历史特征向量，将候选参考向量对应的历史特征向量中包含的历史第一冷却液的流速确定为目标第一冷却液的流速，用于电池的冷却。
91.预设条件可以根据实际情况确定。例如，预设条件可以是向量距离最小或向量距离小于距离阈值等。向量距离包括但不限于欧式距离、余弦距离、马氏距离、切比雪夫距离
和/或曼哈顿距离等。
92.本说明书的一些实施例将参考特征向量对应的第一冷却液流速作为用于调节电池工作温度的参数，能够准确确定第一冷却液的流速，进而实现氢燃料电池的温度控制。
93.本说明书的一些实施例通过液体冷却的方式对氢燃料电池进行散热，依靠第一冷却液强制对流换热，能够有效带走燃料电池工作过程产生的热量，进而实现氢燃料电池的温度控制。
94.s530：第二时间内的电池工作温度预测值若处于第二范围，则采用蒸发冷却，并通过模型确定第二冷却液的流速。
95.第二冷却液指用于对氢燃料电池进行蒸发冷却的冷却液，和空气(氧气)一起从第二电极侧进入氢燃料电池内部。
96.在一些实施例中，确定电池工作温度控制方案还包括，确定第二冷却液的流速。第二冷却液的流速指冷却液在管道中流动的速度，例如，5m/s。
97.第二冷却液的流速可以通过多种方式确定。例如，第二冷却液的流速可以是系统默认值、经验值、人为预先设定值等或其任意组合，可以根据实际需求设定。在一些实施例中，第二冷却液的流速也可以基于其他方式确定，例如，基于预测模型确定。
98.在一些实施例中，控制器120可以通过第二冷却参数预测模型确定第二冷却液的流速，第二冷却参数预测模型的输入可以包括第二时间内的电池工作温度预测值330、第二时间内的电极气体的温度预测值340，输出可以包括第二冷却液的流速。其中，第二时间内电池工作温度预测值、第二时间内电极气体的温度预测值可以通过温度预测模型获得。有关温度预测模型的更多内容，可以参见图3及其相关描述。
99.在一些实施例中，第二冷却参数预测模型可以通过多个有标签的第二训练样本训练得到。例如，可以将多个带有标签的第二训练样本输入初始第二冷却参数预测模型，通过标签和初始第二冷却参数预测模型的输出结果构建损失函数。基于损失函数通过梯度下降或其他方法迭代更新初始第二冷却参数确定模型的参数。当满足预设条件时模型训练完成，得到训练好的第二冷却参数预测模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。
100.在一些实施例中，第二训练样本可以包括第二历史时间内的电池历史工作温度值、电极气体的历史温度值。标签可以包括第二冷却液的历史实际流速。在一些实施例中，第二训练样本及其标签可以基于氢燃料电池110的温度控制历史记录获得。例如，根据温度控制历史记录中冷却效果达到实际需求的历史记录确定。
101.在一些实施例中，控制器120还可以同时使用液体冷却和蒸发冷却。
102.在一些实施例中，控制器120可以通过冷却参数预测模型确定第一冷却液的流速和第二冷却液的流速。冷却参数预测模型的输入可以包括第二时间内的电池工作温度预测值330、第二时间内的电极气体的温度预测值340，输出可以包括第一冷却液的流速和第二冷却液的流速。其中，第二时间内电池工作温度预测值、第二时间内电极气体的温度预测值可以通过温度预测模型获得。有关温度预测模型的更多内容，可以参见图3及其相关描述。
103.在一些实施例中，冷却参数预测模型可以通过多个有标签的第三训练样本训练得到。例如，可以将多个带有标签的第三训练样本输入初始冷却参数预测模型，通过标签和初始冷却参数预测模型的输出结果构建损失函数。基于损失函数通过梯度下降或其他方法迭
代更新初始冷却参数确定模型的参数。当满足预设条件时模型训练完成，得到训练好的冷却参数预测模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。
104.在一些实施例中，第三训练样本可以包括第二历史时间内的电池历史工作温度值、电极气体的历史温度值。标签可以包括第一冷却液的历史实际流速和第二冷却液的历史实际流速。在一些实施例中，第三训练样本及其标签可以基于氢燃料电池110的温度控制历史记录获得。
105.本说明书的一些实施例通过蒸发冷却的方式对氢燃料电池进行散热，可以大幅度降低冷却水泵和散热器的负荷，能够有效带走燃料电池工作过程产生的热量，进而实现氢燃料电池的温度控制。
106.图6是根据本说明书一些实施例所示的氢燃料电池工作温度控制系统的系统模块图。如图6所示，氢燃料电池工作温度控制系统600包括以下组成部分。
107.如图6所示，氢燃料电池工作温度控制系统600可以包括获取模块610、第一确定模块620和第二确定模块630。
108.在一些实施例中，获取模块610用于获取第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量。
109.在一些实施例中，第一确定模块620用于基于所述第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，确定第二时间内的电池工作温度预测值。在一些实施例中，第一确定模块610还用于基于第一时间内的电池工作温度、电堆输出电流和电极气体消耗量，通过温度预测模型，确定第二时间内的所述电池工作温度预测值；电极气体消耗量包括第一电极气体消耗量和第二电极气体消耗量。
110.在一些实施例中，第二确定模块630用于基于第二时间内的电池工作温度预测值，确定电池工作温度控制方案。在一些实施例中，第二确定模块630进一步用于当所述第二时间内电极气体的温度预测值大于预设阈值时，通过蒸发冷却的方式控制电池温度。在一些实施例中，第二确定模块630进一步用于当第二时间内的电池工作温度预测值处于第一范围时，通过液体冷却的方式控制电池温度；确定电池工作温度控制方案包括，确定第一冷却液的流速。在一些实施例中，第二确定模块630进一步用于当第二时间内的电池工作温度预测值处于第二范围时，通过蒸发冷却的方式控制电池温度；确定电池工作温度控制方案还包括，确定第二冷却液的流速。
111.应当注意，对氢燃料电池工作温度控制系统600的以上描述仅出于说明的目的，而无意于限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员而言，可以根据本说明书进行各种变型和修改。然而，这些变化和修改不脱离本说明书的范围。例如，上述氢燃料电池工作温度控制系统600的一个或以上模块可以被省略或集成为单个模块。又例如，氢燃料电池工作温度控制系统600可以包括一个或以上附加模块，例如，用于数据存储的存储模块等。
112.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
113.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特
点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
114.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
115.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
116.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
117.针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
118.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。