本技術(shù)涉及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)控制，特別涉及一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制方法、裝置及車輛。

背景技術(shù)：

1、pemfc(proton?exchange?membrane?fuel?cell，質(zhì)子交換膜燃料電池)作為一種廣泛應(yīng)用于車用領(lǐng)域的燃料電池技術(shù)，其工作原理是在陰極通入空氣，陽(yáng)極通入氫氣，陰極空氣和陽(yáng)極氫氣在膜電極中催化劑的作用下發(fā)生發(fā)電反應(yīng)。然而，在該反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的水，這些水積聚在陰極和陽(yáng)極。

2、相關(guān)技術(shù)中，通常采用一個(gè)分水器來分離陽(yáng)極氫氣中的水分，然后定期排出廢水，即當(dāng)含有水分的陽(yáng)極氫氣進(jìn)入分水器后，分水器會(huì)依據(jù)其內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和工作原理，將氫氣中的水分分離出來，然后，按照一定的時(shí)間間隔或者在滿足特定條件時(shí)，將分離出的廢水定期地排出系統(tǒng)。

3、但是，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的膜具有特定的化學(xué)特性，其在不同溫度下對(duì)濕度有不同的要求，只有為電堆的膜提供恰當(dāng)?shù)臐穸龋拍艽_保其工作在高效區(qū)，若膜過干或過濕，不僅會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)效率下降，還會(huì)影響電堆的壽命和可靠性，而且膜的溫度需求與工作溫度以及功率密切相關(guān)，同時(shí)還需要考慮低溫環(huán)境下系統(tǒng)濕度過高可能導(dǎo)致結(jié)冰等問題。綜上所述，相關(guān)技術(shù)中，分水器存在無法根據(jù)不同工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，難以滿足電堆膜在不同工況下對(duì)濕度的要求，從而影響燃料電池的性能和壽命等問題，亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制方法、裝置及車輛，以解決相關(guān)技術(shù)中，分水器無法根據(jù)不同環(huán)境溫度、功率對(duì)陽(yáng)極氫氣的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，難以滿足電堆膜在不同工況下對(duì)濕度的要求，從而影響燃料電池的性能和壽命等問題。

2、本技術(shù)第一方面實(shí)施例提供一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制方法，包括以下步驟：采集燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前所處環(huán)境的實(shí)際溫度；在所述實(shí)際溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)溫度閾值且小于或等于第二預(yù)設(shè)溫度閾值的情況下，獲取所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率；根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率和/或電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度生成對(duì)應(yīng)的排出陽(yáng)極廢氣的第一排氫動(dòng)作。

3、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以通過采集實(shí)際溫度并與一定溫度閾值比較，在實(shí)際溫度小于第一溫度闕值時(shí)，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率，然后根據(jù)當(dāng)前功率、目標(biāo)濕度及當(dāng)前濕度控制排氫，這種針對(duì)特定的溫度區(qū)間進(jìn)行精準(zhǔn)操作的方法，能更準(zhǔn)確地適應(yīng)不同地環(huán)境溫度，提高對(duì)溫度變化的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

4、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：在所述實(shí)際溫度小于所述第一預(yù)設(shè)溫度閾值的情況下，控制所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器。

5、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以在實(shí)際溫度小于一定溫度的情況下，將氫氣通入分水器，有效去除氫氣中的水分，從而防止低溫下陽(yáng)極結(jié)冰，保障燃料電池在低溫環(huán)境下安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率和/或電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度生成對(duì)應(yīng)的排出陽(yáng)極廢氣的第一排氫動(dòng)作，包括：在所述當(dāng)前功率小于第一預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，確定所述第一排氫動(dòng)作為禁止所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器；在所述當(dāng)前功率大于第二預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，確定所述第一排氫動(dòng)作為控制所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器，其中，所述第二預(yù)設(shè)功率閾值大于所述第一預(yù)設(shè)功率閾值；在所述當(dāng)前功率大于或等于所述第一預(yù)設(shè)功率閾值且小于或等于所述第二預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，基于所述當(dāng)前功率生成流經(jīng)所述分水器的第一目標(biāo)流量，并基于所述目標(biāo)濕度與所述當(dāng)前濕度調(diào)節(jié)所述第一目標(biāo)流量，以確定所述第一排氫動(dòng)作。

7、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以在當(dāng)前功率小于一定值時(shí)，禁止陽(yáng)極出口氫氣通入分水器，防止因低功率下電堆產(chǎn)水較少引起的膜干，當(dāng)當(dāng)前功率大于一定值時(shí)，控制所有陽(yáng)極出口氫氣通入分水器，降低高功率與逆行時(shí)陽(yáng)極的濕度，避免產(chǎn)水過多導(dǎo)致電堆水淹，當(dāng)當(dāng)前功率處于兩個(gè)一定值之間時(shí)，基于當(dāng)前功率生成流經(jīng)分水器的流量，并根據(jù)目標(biāo)濕度與當(dāng)前濕度調(diào)節(jié)該流量，提高控制陽(yáng)極濕度的精準(zhǔn)性，使電堆在不同功率工況下也能工作在適宜的濕度環(huán)境。

8、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：在所述實(shí)際溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述當(dāng)前功率小于第三預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，禁止所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器；在所述實(shí)際溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述當(dāng)前功率大于第四預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，控制所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器；在所述實(shí)際溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述當(dāng)前功率大于或等于所述第三預(yù)設(shè)功率閾值及小于或等于所述第四預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率和/或所述電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度生成對(duì)應(yīng)的排出陽(yáng)極廢氣的第二排氫動(dòng)作。

9、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以在實(shí)際溫度大于一定值且當(dāng)前功率小于一定值的情況下，禁止氫氣通入分水器，這種情況下電堆產(chǎn)水較少，禁止氫氣通入分水器可以避免過度除濕，防止膜干；在實(shí)際溫度大于一定值且當(dāng)前功率大于一定值的情況下，控制氫氣通入分水器，這種情況下產(chǎn)水多，這樣可以及時(shí)排出水分，防止電堆水淹；在實(shí)際溫度大于一定溫度且當(dāng)前功率在兩個(gè)一定值之間時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前功率和/或電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度進(jìn)行排氫，提高對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。

10、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率和/或所述電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度生成對(duì)應(yīng)的排出陽(yáng)極廢氣的第二排氫動(dòng)作，包括：基于所述當(dāng)前功率生成流經(jīng)所述分水器的第二目標(biāo)流量，并基于所述第二目標(biāo)濕度與所述當(dāng)前濕度調(diào)節(jié)所述目標(biāo)流量，以確定所述第二排氫動(dòng)作。

11、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以結(jié)合功率與產(chǎn)水率之間的關(guān)系，根據(jù)不同功率下電堆的產(chǎn)水情況不同，通過功率來確定流量基礎(chǔ)，能夠使流量設(shè)定更貼合實(shí)際工況需求，提高濕度調(diào)節(jié)的精確性及靈活性。

12、本技術(shù)第二方面實(shí)施例提供一種燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制裝置，包括：采集模塊，用于采集燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前所處環(huán)境的實(shí)際溫度；獲取模塊，用于在所述實(shí)際溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)溫度閾值且小于或等于第二預(yù)設(shè)溫度閾值的情況下，獲取所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率；第一控制模塊，用于根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率和/或電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度生成對(duì)應(yīng)的排出陽(yáng)極廢氣的第一排氫動(dòng)作。

13、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以通過采集實(shí)際溫度并與一定溫度閾值比較，針對(duì)特定的溫度區(qū)間進(jìn)行精準(zhǔn)操作，更準(zhǔn)確地適應(yīng)不同地環(huán)境溫度，提高對(duì)溫度變化的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

14、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：第二控制模塊，用于在所述實(shí)際溫度小于所述第一預(yù)設(shè)溫度閾值的情況下，控制所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器。

15、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以在實(shí)際溫度小于一定溫度的情況下，將氫氣通入分水器，有效去除氫氣中的水分，從而防止低溫下陽(yáng)極結(jié)冰，保障燃料電池在低溫環(huán)境下安全穩(wěn)定運(yùn)行。

16、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一控制模塊包括：第一控制單元，用于在所述當(dāng)前功率小于第一預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，確定所述第一排氫動(dòng)作為禁止所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器；第二控制單元，用于在所述當(dāng)前功率大于第二預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，確定所述第一排氫動(dòng)作為控制所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器，其中，所述第二預(yù)設(shè)功率閾值大于所述第一預(yù)設(shè)功率閾值；第三控制單元，用于在所述當(dāng)前功率大于或等于所述第一預(yù)設(shè)功率閾值且小于或等于所述第二預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，基于所述當(dāng)前功率生成流經(jīng)所述分水器的第一目標(biāo)流量，并基于所述目標(biāo)濕度與所述當(dāng)前濕度調(diào)節(jié)所述第一目標(biāo)流量，以確定所述第一排氫動(dòng)作。

17、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以在當(dāng)前功率小于一定值時(shí)，禁止陽(yáng)極出口氫氣通入分水器，防止因低功率下電堆產(chǎn)水較少引起的膜干，當(dāng)當(dāng)前功率大于一定值時(shí)，控制所有陽(yáng)極出口氫氣通入分水器，降低高功率與逆行時(shí)陽(yáng)極的濕度，避免產(chǎn)水過多導(dǎo)致電堆水淹，當(dāng)當(dāng)前功率處于兩個(gè)一定值之間時(shí)，基于當(dāng)前功率生成流經(jīng)分水器的流量，并根據(jù)目標(biāo)濕度與當(dāng)前濕度調(diào)節(jié)該流量，提高控制陽(yáng)極濕度的精準(zhǔn)性，使電堆在不同功率工況下也能工作在適宜的濕度環(huán)境。

18、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一控制模塊還包括：第四控制單元，用于在所述實(shí)際溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述當(dāng)前功率小于第三預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，禁止所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器；第五控制單元，用于在所述實(shí)際溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述當(dāng)前功率大于第四預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，控制所有陽(yáng)極出口的氫氣通入所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的分水器；第六控制單元，用于在所述實(shí)際溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度閾值，且所述當(dāng)前功率大于或等于所述第三預(yù)設(shè)功率閾值及小于或等于所述第四預(yù)設(shè)功率閾值的情況下，根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前功率和/或所述電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度生成對(duì)應(yīng)的排出陽(yáng)極廢氣的第二排氫動(dòng)作。

19、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以在實(shí)際溫度大于一定值且當(dāng)前功率小于一定值的情況下，禁止氫氣通入分水器，這種情況下電堆產(chǎn)水較少，禁止氫氣通入分水器可以避免過度除濕，防止膜干；在實(shí)際溫度大于一定值且當(dāng)前功率大于一定值的情況下，控制氫氣通入分水器，這種情況下產(chǎn)水多，這樣可以及時(shí)排出水分，防止電堆水淹；在實(shí)際溫度大于一定溫度且當(dāng)前功率在兩個(gè)一定值之間時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前功率和/或電堆的目標(biāo)濕度和當(dāng)前濕度進(jìn)行排氫，提高對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。

20、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二控制模塊包括：第七控制單元，用于基于所述當(dāng)前功率生成流經(jīng)所述分水器的第二目標(biāo)流量，并基于所述第二目標(biāo)濕度與所述當(dāng)前濕度調(diào)節(jié)所述目標(biāo)流量，以確定所述第二排氫動(dòng)作。

21、通過上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例可以結(jié)合功率與產(chǎn)水率之間的關(guān)系，根據(jù)不同功率下電堆的產(chǎn)水情況不同，通過功率來確定流量基礎(chǔ)，能夠使流量設(shè)定更貼合實(shí)際工況需求，提高濕度調(diào)節(jié)的精確性及靈活性。

22、本技術(shù)第三方面實(shí)施例提供一種車輛，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例所述的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制方法。

23、本技術(shù)第四方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制方法。

24、本技術(shù)第五方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)如上的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的陽(yáng)極控制方法。

25、本技術(shù)實(shí)施例可以采集實(shí)際溫度與一定溫度閾值比較，針對(duì)特定溫度區(qū)間精準(zhǔn)操作，適應(yīng)不同環(huán)境溫度，提高溫度適應(yīng)性和穩(wěn)定性，低溫時(shí)將氫氣通入分水器可防止陽(yáng)極結(jié)冰，根據(jù)功率大小采取不同措施，低功率時(shí)禁止氫氣通分水器防膜干，高功率時(shí)則通入以防水淹，功率適中時(shí)基于功率和濕度調(diào)節(jié)流量，使電堆在不同功率下處于適宜濕度環(huán)境，溫度高且功率不同時(shí)也有相應(yīng)策略，還能結(jié)合功率與產(chǎn)水率關(guān)系確定流量基礎(chǔ)，提高濕度調(diào)節(jié)精確性與靈活性，增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。

26、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。