氢路排气阀控制方法、氢燃料电池系统和计算机存储介质

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是涉及氢路排气阀控制方法、氢燃料电池系统和计算机存储介质。

背景技术

氢气系统作为燃料电池发动机电控系统的重要组成部分，主要包括储氢系统、氢进截止阀、氢气喷射器、水分离器、循环泵、氢路排水阀、氢路排气阀等。其中，氢路排气阀作为氢气系统中重要的控制执行器之一。

燃料电池工作时氢气、氧气发生电化学反应生成水，空气中的氧气被大量消耗，而空气中氮气由于是低活性气体，只是简单的流过燃料电池系统，不产生任何反应。但是由于阳极氢气渗透过质子交换膜变为氢离子，阳极的压力降低，阴极会有部分氮气由于压差原因穿过质子交换膜进入阳极。随着燃料电池的工作，阳极积累的氮气越来越多。如果不定时排出阳极中积聚的氮气，氮气在阳极中的混合气占比会越来越高，最终会导致燃料电池系统燃料匮乏，电堆无法达到额定功率甚至停止工作。但是，如果氢路排气阀的排气控制不合理，会导致排气中氢气含量过高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种氢路排气阀控制方法、氢燃料电池系统和计算机存储介质。

一方面，本申请实施例提供了一种氢路排气阀控制方法，应用于氢燃料电池系统，所述方法包括：

获取电堆阴极输入端的输出电流；

根据所述输出电流，确定氢路排气阀的目标工作周期；其中，所述氢路排气阀与所述电堆阳极输出端连接；

根据所述目标工作周期，确定所述氢路排气阀在每个所述目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间；

根据所述目标工作周期和所述目标持续时间，控制所述氢路排气阀的开合状态。

在其中一个实施例中，所述获取电堆阴极输入端的输出电流，包括：

获取所述电堆的工况状态，所述工况状态包括稳定工况状态和非稳定工况状态；

根据所述工况状态，获取所述电堆阴极输入端的输出电流。

在其中一个实施例中，所述根据所述工况状态获取电堆阴极端的输出电流，包括：

若所述工况状态为所述稳定工况状态，则获取氢气喷射器的驱动占空比；其中，所述氢气喷射器与所述电堆阳极输入端连接；

根据所述驱动占空比，确定所述氢燃料电池系统的氢气消耗量；

根据所述氢气消耗量和电堆参数，确定所述输出电流。

在其中一个实施例中，所述获取氢气喷射器的驱动占空比，包括：

获取所述电堆的目标输出功率；

根据所述目标输出功率，确定所述电堆阴极输入端的空气输入量；

根据所述空气输入量和所述电堆两极之间的压力差，确定所述电堆阳极输入端的氢气输入量；其中，所述电堆两极之间的压力差是指所述电堆阳极输入端与所述电堆阴极输入端之间的压力差；

根据所述氢气输入量，确定所述氢气喷射器的驱动占空比。

在其中一个实施例中，所述根据所述驱动占空比，确定所述氢燃料电池系统的氢气消耗量，包括：

根据所述驱动占空比和氢进压力，利用线性插值查表算法确定所述氢燃料电池系统的氢气消耗量；其中，所述氢进压力用于标识所述电堆阳极输入端的压力，所述氢进压力与所述驱动占空比正相关。

在其中一个实施例中，所述电堆参数包括所述电堆中的电池个数，所述根据所述氢气消耗量和电堆参数确定所述输出电流，包括：

根据所述氢气消耗量和所述电堆中的电池个数，确定所述输出电流；其中，所述输出电流与所述氢气消耗量正相关，所述输出电流与所述电堆中的电池个数负相关。

在其中一个实施例中，所述根据所述工况状态获取所述电堆阴极输入端的输出电流，包括：

若所述工况状态为所述非稳定工况状态，则利用电流传感器获取所述电堆阴极输入端的输出电流。

在其中一个实施例中，所述方法包括：

若所述电流传感器故障，则获取氢气喷射器的驱动占空比；其中，所述氢气喷射器与所述电堆的阳极输入端连接；

根据所述驱动占空比，确定所述氢燃料电池系统的氢气消耗量；

根据所述氢气消耗量和电堆参数，确定所述输出电流。

在其中一个实施例中，所述根据所述输出电流，确定氢路排气阀的目标工作周期，包括；

根据所述输出电流和预设工作周期表，确定所述氢路排气阀的预测工作周期；

根据所述氢路排气阀中混合气的温度，确定所述预测工作周期的周期修正系数；

根据所述预测工作周期和所述周期修正系数，确定所述氢路排气阀的目标工作周期。

在其中一个实施例中，所述根据所述目标工作周期，确定所述氢路排气阀在每个所述目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间，包括；

根据所述目标工作周期和预设开启时间表，确定所述氢路排气阀在每个所述目标工作周期内处于开启状态的预测持续时间；

根据所述氢路排气阀中混合气的温度，确定所述预测持续时间的时间修正系数；

根据所述预测持续时间和所述时间修正系数，确定所述氢路排气阀在每个所述目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间。

另一方面，本申请实施例还提供了一种氢燃料电池系统，所述氢燃料电池系统包括处理器和氢路排气阀；其中，所述氢路排气阀分别与所述电堆阳极输出端连接、所述处理器连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的氢路排气阀控制方法，以控制所述氢路排气阀。

另一方面，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的氢路排气阀控制方法的步骤。

另一方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的氢路排气阀控制方法的步骤。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法、氢燃料电池系统和计算机存储介质，其中，氢燃料电池系统在电堆阴极输入端的输出电压稳定的情况下，电堆的输出功率与电堆阴极输入端的输出电流相关。基于此，根据电堆阴极输入端的输出电流，分别确定氢路排气阀的目标工作周期以及在每个目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间，从而按照目标工作周期和目标持续时间，控制氢路排气阀对的开合状态，在保证了电堆输出功率的同时，实现了定期排放氢燃料电池系统反应过程中从阴极渗透到阳极的氮气，避免了由于氮气占比过高导致氢燃料电池氢气匮乏而停止工作。

附图说明

图1为一个实施例提供的氢燃料电池系统的结构示意图；

图2为一个实施例提供的电堆的结构示意图；

图3为一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图；

图4为另一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图；

图5为另一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图；

图6为另一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图；

图7为另一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图；

图8为另一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图；

图9为另一个实施例提供的氢路排气阀控制方法的流程示意图。

附图标号说明

10：电堆；110：阳极；120：阴极；111：阳极输入端；112：阳极输出端；121：阴极输入端；122：阴极输入端；210：储氢系统；220：氢气截止阀；230：氢气喷射器；310：水分离器；320：引射器或循环泵；330：氢路排气阀；340：废气；350：氢路排水阀；360：废液；410：DC-DC变换器；420：电机；50：双极板；60：气体扩散层；70：催化剂。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

一般情况，氢路排气阀直接通过固定的开启持续时间和打开频率控制氢路排气阀。这种控制方法，当开启持续时间较长、打开频率过高时，会使排气阀频繁长时间开启，进而导致氮气没有大量聚集就排出燃料电池系统之外，氮气和氢气的混合气中氢气占比较高，一方面会导致作为燃料的氢气消耗过高，经济性差；另一方面会导致排到空气中氢气浓度过高，安全性低。当开启持续时间较短、打开频率过低时，会使排气阀低频短时间开启，进而导致燃料电池系统中积聚的氮气无法有效的排出，阳极氢气燃料占比低。燃料电池持续在这种工况下运行的话，会导致燃料电池燃料匮乏，停止工作。对此，本申请提供了一种氢路排气阀控制方法，以在保证电堆输出功率的同时，定期排放积聚在阳极的氮气。

参见图1，在一个实施例中，提供了一种氢燃料电池系统的结构示意图。该氢燃料电池系统包括电堆10、储氢系统210、氢气截止阀220、氢气喷射器230、水分离器310、引射器或循环泵320、氢路排气阀330、氢路排水阀350、DC-DC变换器410和电机420。其中，空气通过阴极输入端121进入电堆10。氢气存储在储氢系统210中，经氢气截止阀220，由氢气喷射器230喷出，通过阳极输入端111进入电堆10。氢气和空气中氧气在电堆10中反应，生成的反应物通过阳极输出端112排出，并经过水分离器310分离出气体和液体。反应物中的氢气经过引射器或循环泵320回收导入氢气喷射器230再利用。反应物中的废气340经氢路排气阀330排出，反应物中的废液360经氢路排水阀350排出。阴极输入端121作为正极、阴极输出端122作为负极，分别连接DC-DC变换器410。电堆10反应产生的直流电经DC-DC变换器410输出给电机420。也就是，氢燃料电池系统由电堆10产生能量，经DC-DC变换器410到达动力电池，为电机420供电。

参见图2，在一个实施例中，提供了一种电堆的结构示意图。该电堆包括双极板50、阳极110、阴极120、气体扩散层60、催化剂70、第一气道810和第二气道820。其中，两个双极板50相对设置，阳极110和阴极120平行设置分别连接两个双极板50。阳极110和阴极120均设有气体扩散层60和催化剂70。氢气和水通过第一气道810到达阳极110，空气中的氧气、氮气和水通过第二气道820到达阴极120。氢气在阳极110电解生成氢离子和电子，氢离子经过透过阳极110到达阴极120，与氧气和电子生成水，用化学反应式可以表示为：

H

其中，H

参见图3，在一个实施例中，提供了一种氢路排气阀控制方法的流程示意图。该氢路排气阀控制方法应用于图1所示的氢燃料电池系统，该氢路排气阀控制方法包括以下步骤S301至S304。

S301：获取电堆10阴极输入端121的输出电流。

基于图1可知，电堆10阴极输入端121与DC-DC变换器410的负极端连接，输出电流也是指DC-DC变换器410负极端的输出电流。由于阴极输入端121相较于阳极输入端111的压强更高，因此，电堆10阴极输入端121的输出电流亦是指电堆10输入低压端的输出电流。

S302：根据输出电流，确定氢路排气阀330的目标工作周期。

基于图1可知，氢路排气阀330与电堆10阳极输出端112连接。目标工作周期用于标识氢路排气阀330工作的周期。例如，目标工作周期为10s，则表示以10s为周期，控制氢路排气阀330工作。

S303：根据目标工作周期，确定氢路排气阀330在每个目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间。

目标持续时间用于标识氢路排气阀330在每个目标工作周期内处于开启状态的时长，即排放气体的时长。例如，目标持续时间为1s，则表示在每个目标工作周期内，控制氢路排气阀330处于开启状态的持续时间为1s，即排放气体的时长为1s。

S304：根据目标工作周期和目标持续时间，控制氢路排气阀330的开合状态。

例如，目标工作周期为10s，目标持续时间为1s，则控制氢路排气阀330以10s为周期，在10s内开启1s。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，在电堆阴极输入端的输出电压稳定的情况下，电堆的输出功率与电堆阴极输入端的输出电流相关。基于此，根据电堆阴极输入端的输出电流，分别确定氢路排气阀的目标工作周期以及在每个目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间，从而按照目标工作周期和目标持续时间，控制氢路排气阀对的开合状态，在保证了电堆输出功率的同时，实现了定期排放氢燃料电池系统反应过程中从阴极渗透到阳极的氮气，避免了由于氮气占比过高导致氢燃料电池氢气匮乏而停止工作。

参见图4，在一个实施例中，上述S301，获取电堆10阴极输入端121的输出电流包括以下步骤S401和S402。

S401：获取电堆10的工况状态。

电堆10的工况状态用于标识电堆10的工作状态。其中，工况状态包括稳定工况状态和非稳定工况状态。电堆10处于稳定工况状态，表明电堆10工作状态正常，并且在一定时间内工况没有突然变化。电堆10处于非稳定工况状态，表明电堆10工作状态存在波动，在一定时间内工况可能发生突然变化。

S402：根据工况状态，获取电堆10阴极输入端121的输出电流。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，由于电堆的工况状态，能够一定程度地标识氢燃料电池系统中各组成部分的运行状态，因此，可以根据电堆的工况状态，选择对应的方式，获取电堆阴极输入端的输出电流，从而进一步确定氢路排气阀的目标工作周期及目标工作时间，以便合理地控制氢路排气阀的开合状态，从而在保证电堆输出功率满足需求的同时，能够及时有效的排出积聚在电堆阳极的氮气，以提高氢燃料电池系统的运行效率。

参见图5，在一个实施例中，上述S402，根据工况状态，获取电堆10阴极输入端121的输出电流，包括以下步骤S501至S503。

S501：若电堆10的工况状态为稳定工况状态，则获取氢气喷射器230的驱动占空比。

基于图1可知，氢气喷射器230与电堆10阳极输入端111连接。电堆10处于稳定工况状态，表明氢气喷射器230的驱动占空比较为稳定，因此，可以基于氢气喷射器230的驱动占空比计算电堆10阴极输入端121的输出电流。其中，氢气喷射器230的驱动占空比用于标识氢气喷射器230的驱动电流占空比，驱动电流用于标识氢气喷射器230打开工作的电流。例如，氢气喷射器230的驱动周期为10ms，驱动电流持续时间即为2ms，则氢气喷射器230的驱动占空比为20％。氢气喷射器230的驱动占空比处于稳定状态时，通过阳极输入端111进入电堆10的氢气量与氢气喷射器230的驱动占空比正相关。

S502：根据驱动占空比，确定氢燃料电池系统的氢气消耗量。

氢气消耗量是指在氢燃料电池系统中参与电化学反应的氢气量。示例性的，氢气消耗量可以为每秒消耗的氢气量即瞬时氢气消耗量，单位为(g/s)。氢气喷射器230的驱动占空比与氢气消耗量存在一定的关系。氢气喷射器230的驱动占空比越大，通过阳极输入端111进入电堆10中氢气越多，能够参与电化学反应的氢气越多。由于电堆10处于稳定工况状态，氢气喷射器230的驱动占空比也处于稳定状态，因此，在稳定的工作条件下，氢燃料电池系统的氢气消耗量也处于稳定范围内。

S503：根据氢气消耗量和电堆参数，确定电堆10阴极输入端121的输出电流。

电堆参数用于标识电堆10相关的参数，包括但不限于电堆10的尺寸、电堆10中的电池个数、电堆10的反应温度等。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，由于电堆处于稳定工况时，氢气喷射器的驱动占空比也较为稳定，此时进入电堆的氢气量与氢气喷射器的驱动占空比成正比，在稳定的工作条件下，氢燃料电池系统的氢气消耗量也较为稳定，因此，可以根据氢气消耗量和电堆参数，确定出电堆阴极输入端的输出电流，从而进一步确定氢路排气阀的目标工作周期和目标持续时间，以合理地控制氢路排气阀的开合状态，既满足电堆输出功率的需求，也能及时有效地排出积聚在电堆阳极的氮气，以提高氢燃料电池系统的运行效率。

参见图6，在一个实施例中，上述S501，在电堆10处于稳定工况状态时，获取氢气喷射器的驱动占空比，包括以下步骤S601至S604。

S601：获取电堆10的目标输出功率。

电堆10的目标输出功率用于标识电堆10所需输出的功率。示例性的，氢燃料电池系统应用于电动汽车中，则电堆10的目标输出功率可以根据电机420为电动汽车提供动力所需的功率确定。目标输出功率可以根据实际应用场景获取，在此不作任何限定。

S602：根据目标输出功率，确定电堆10阴极输入端121的空气输入量。

可以理解的是，电堆10若想提高输出功率，需要增加进入电堆10的空气量以及氢气量。因此，在确定了目标输出功率后，可以确定需要通过阴极输入端121进入电堆10的空气输入量。

S603：根据空气输入量和电堆10两极之间的压力差，确定电堆10阳极输入端111的氢气输入量。

电堆10两极之间的压力差是指电堆10阳极输入端111与电堆10阴极输入端121之间的压力差。示例性的，电堆10阳极输入端111与电堆10阴极输入端121之间的压力差为20kPa。在实际的压力控制过程中，电堆10阳极输入端111的压力高于电堆10阴极输入端的压力，以保障通过阳极输入端111进入的氢气能够穿过质子交换膜进入电堆10的阴极120。

S604：根据氢气输入量，确定氢气喷射器230的驱动占空比。

由于电堆10处于稳定工况状态时，氢气喷射器230的驱动占空比也处于稳定状态，由氢气喷射器230喷出进入电堆10阳极10的氢气输入量与氢气喷射器230的驱动占空比成正比，因此可以根据氢气输入量确定氢气喷射器230的驱动占空比。基于上述S603，氢气输入量与电堆10两极之间的压力差相关，由此可知，氢气喷射器230是基于阳极输入端111与阴极输入端121之间的压力差闭环驱动的。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，根据电堆的目标输出功率确定电堆处于稳定工况状态下氢气喷射器的驱动占空比，从而可以根据驱动占空比确定电堆阴极输入端的输出电流，继而确定氢路排气阀的目标工作周期和目标持续时间，由此满足了电堆输出功率需求，也能够合理地控制氢路排气阀的开合状态，有效地排出积聚在电堆阳极的氮气，避免因氮气占比过高导致燃料匮乏甚至停止工作，保证了氢燃料电池系统的正常运行。

在一个实施例中，上述S502，根据氢气喷射器230的驱动占空比，确定氢燃料电池系统的氢气消耗量，可以包括：根据氢气喷射器230的驱动占空比和氢进压力，利用线性插值查表算法确定氢燃料电池系统的氢气消耗量。其中，氢进压力用于标识电堆10阳极输入端111的压力。氢进压力与通过阳极输入端111进入电堆10的氢气输入量正相关。氢气输入量越大，氢进压力越大。在电堆10处于稳定工况状态时，进入电堆10的氢气输入量与氢气喷射器230的驱动占空比正相关，因此，氢进压力与氢气喷射器230的驱动占空比正相关。在一个可能的方式中，氢进压力可以根据氢气喷射器230的驱动占空比计算得到。在另一个可能的方式中，氢进压力可以利用压力传感器直接测量得到。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，根据氢气喷射器的驱动占空比和氢进压力，利用线性插值查表算法确定氢燃料电池系统的氢气消耗量，降低了进入电堆的空气输入量、电堆双极板的流道设计、温度，以及一次循环未反应的氢气通过循环泵或引射器等方式再次汇入阳极输入端的氢气输入量等因素，对参与电化学反应的氢气消耗量的影响，从而降低了计算氢气消耗量的计算难度，继而保证了实时计算并调整氢路排气阀工作周期和开启持续时间的及时性。

在一个实施例中，电堆参数包括电堆10中的电池个数，则上述S503，根据氢气消耗量和电堆参数，确定电堆10阴极输入端121的输出电流，可以包括：根据氢气消耗量和电堆10中的电池个数，确定电堆10阴极输入端121的输出电流。其中，电堆10阴极输入端121的输出电流与氢气消耗量正相关，电堆10阴极输入端121的输出电流与电堆10中的电池个数负相关。示例性的，可以根据以下法拉第等效公式(3)计算输出电流，具体表示为：

其中，I表示输出电流；

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，根据氢气消耗量和电堆中的电池个数，确定电堆阴极输入端的输出电流，替代了采用其他设备确定输出电流，节约了资源，从而确定氢路排气阀的目标工作周期和目标持续时间，由此满足了电堆输出功率需求，也能够合理地控制氢路排气阀的开合状态，有效地排出积聚在电堆阳极的氮气，避免因氮气占比过高导致燃料匮乏甚至停止工作，保证了氢燃料电池系统的正常运行。

在一个实施例中，上述S402，根据工况状态，获取电堆10阴极输入端121的输出电流，可以包括：若电堆10的工况状态为非稳定工况状态，表明电堆10的工作状态存在波动，在此情况下，可以利用电流传感器获取电堆10阴极输入端121的输出电流，从而可以确定氢路排气阀的目标工作周期和目标持续时间，由此满足了电堆输出功率需求，也能够合理地控制氢路排气阀的开合状态，有效地排出积聚在电堆阳极的氮气，避免因氮气占比过高导致燃料匮乏甚至停止工作，保证了氢燃料电池系统的正常运行。

在一个实施例中，若电流传感器故障，则可以获取氢气喷射器230的驱动占空比，然后根据驱动占空比确定氢燃料电池系统的氢气消耗量，并根据氢气消耗量和电堆参数，确定电堆10阴极输入端121的输出电流，从而可以确定氢路排气阀的目标工作周期和目标持续时间，由此满足了电堆输出功率需求，也能够合理地控制氢路排气阀的开合状态，有效地排出积聚在电堆阳极的氮气，避免因氮气占比过高导致燃料匮乏甚至停止工作，保证了氢燃料电池系统的正常运行。具体可参见图5及相关内容，在此不再赘述。

参见图7，在一个实施例中，上述S302，根据电堆10阴极输入端121的输出电流，确定氢路排气阀330的目标工作周期，包括以下步骤S701至S703。

S701：根据电堆10阴极输入端121的输出电流和预设工作周期表，确定氢路排气阀330的预测工作周期。

预设工作周期表是预先根据氢燃料电池系统测得并统计整理得到的数据表，用于标识氢路排气阀330的工作周期与电堆10阴极输入端121的输出电流之间的对应关系。示例性的，可以根据电堆10阴极输入端121的输出电流和预设工作周期表，利用线性插值查表算法确定氢路排气阀330的预测工作周期。

S702：根据氢路排气阀330中混合气的温度，确定预测工作周期的周期修正系数。

气体的压力、温度对气体的流量控制影响较大，由于氢路排气阀330中混合气每次排气时的压力较为恒定，因此影响混合气排放的主要因素为温度因素。周期修正系数用于标识温度因素对氢路排气阀330的排气量的影响程度。

S703：根据预测工作周期和周期修正系数，确定氢路排气阀330的目标工作周期。

示例性的，目标工作周期分别与预测工作周期、周期修正系数正相关。示例性的，目标工作周期＝预测工作周期*周期修正系数。例如，预测工作周期为10s，周期修正系数为1.1，则目标工作周期为11s。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，根据氢路排气阀中混合气的温度，对氢路排气阀的工作周期进行修正，以修正后得到的目标工作周期控制氢路排气阀的开合状态，降低了混合气的温度对氢路排气阀的排气量的影响，从而进一步提高了对于氢路排气阀的精确控制，减少了由于氮气占比过高导致燃料匮乏甚至停止工作的情况，从而保证了氢燃料电池系统的正常运行。

参见图8，在一个实施例中，上述S303，根据目标工作周期，确定氢路排气阀330在每个目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间，包括以下步骤S801至S803。

S801：根据目标工作周期和预设开启时间表，确定氢路排气阀在每个目标工作周期内处于开启状态的预测持续时间。

预设开启时间表是预先根据氢燃料电池系统测得并统计整理得到的数据表，用于标识氢路排气阀330在每个工作周期内开启的持续时间与工作周期之间的对应关系。示例性的，可以根据目标工作周期和预设开启时间表，利用线性插值查表算法确定氢路排气阀330在每个目标工作周期内处于开启状态的预测持续时间。

S802：根据氢路排气阀中混合气的温度，确定预测持续时间的时间修正系数。

气体的压力、温度对气体的流量控制影响较大，由于氢路排气阀330中混合气每次排气时的压力较为恒定，因此影响混合气排放的主要因素为温度因素。时间修正系数用于标识温度因素对氢路排气阀330在单个目标工作周期内的排气量的影响程度。

S803：根据预测持续时间和时间修正系数，确定氢路排气阀在每个目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间。

示例性的，目标持续时间分别与预测持续时间、时间修正系数正相关。示例性的，目标持续时间＝预测持续时间*时间修正系数。例如，预测持续时间为1s，时间修正系数为1，则目标持续时间为1s。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，根据氢路排气阀中混合气的温度，对氢路排气阀在每个工作周期内处于开启状态的持续时间进行修正，以修正后得到的目标持续时间控制氢路排气阀的开合状态，降低了混合气的温度对氢路排气阀在单个工作周期内的排气量的影响，从而进一步提高了对于氢路排气阀的精确控制，减少了由于氮气占比过高导致燃料匮乏甚至停止工作的情况，从而保证了氢燃料电池系统的正常运行。

为了更好的理解，参见图9，以电堆10处于稳定工况状态或电流传感器故障的情况下，对上述氢路排气阀控制方法进行介绍。

S901：获取电堆10的目标输出功率。

S902：根据目标输出功率，确定电堆10阴极输入端121的空气输入量。

S903：根据空气输入量和电堆10两极之间的压力差，确定电堆10阳极输入端111的氢气输入量。

S904：根据氢气输入量，确定氢气喷射器330的驱动占空比。

S905：根据驱动占空比和氢进压力，利用线性插值查表算法确定氢燃料电池系统的氢气消耗量。

以电堆10的目标输出功率50kW为例，结合表1a和表1b计算氢气消耗量。

表1a输出功率为50kW的电堆瞬时氢气消耗量(g/s)

表1b输出功率为50kW的电堆瞬时氢气消耗量(g/s)

若氢气喷射器230的驱动占空比为20％，氢进压力为12bar，利用线性插值查表算法，根据上述表1a和表1b，可以确定瞬时氢气消耗量为0.438g/s。

S906：根据氢气消耗量和电堆10中的电池个数，确定电堆10阴极输入端121的输出电流。

基于上述计算的结果氢气消耗量为0.438g/s，若电堆10中的电池个数为560，则根据法拉第等效公式(3)计算得到电堆10阴极输入端121的输出电流I为74.87A。

S907：根据输出电流和预设工作周期表，确定氢路排气阀330的预测工作周期。

根据上述S906计算的结果输出电流I为74.87A，结合表2提供的预设工作周期表，查表得到预测工作周期约为13s。

表2预设工作周期表

S908：根据氢路排气阀330中混合气的温度，确定预测工作周期的周期修正系数。

根据混合气的温度，结合表3，查表得到周期修正系数为1。

表3周期修正系数表

S909：根据预测工作周期和周期修正系数，确定氢路排气阀330的目标工作周期。

根据上述S907和S908查表得到的预测工作周期为13s，周期修正系数为1，则目标工作周期为13s。

S910：根据目标工作周期和预设开启时间表，确定氢路排气阀330在每个目标工作周期内处于开启状态的预测持续时间。

根据上述S909得到的目标工作周期为13s，结合表4提供的预设开启时间表，查表得到在每个工作周期13s内开启氢路排气阀330的预测持续时间为0.4s。

表4预设开启时间表

S911：根据氢路排气阀330中混合气的温度，确定预测持续时间的时间修正系数。

根据混合气的温度，结合表5，查表得到时间修正系数为1。

表5时间修正系数表

S912：根据预测持续时间和时间修正系数，确定氢路排气阀330在每个目标工作周期内处于开启状态的目标持续时间。

根据上述S911和S912查表得到的预测持续时间为0.4s，时间修正系数为1，则目标持续时间为0.4s。

S913：根据目标工作周期和目标持续时间，控制氢路排气阀330的开合状态。

上述实施例提供的氢路排气阀控制方法，优化了对于氢路排气阀的工作周期即工作频率以及在每个工作周期内处于开启状态的持续时间的控制，相较于相关技术中的控制方法节省氢气消耗1％/100km，还减少了由于氮气浓度过高导致的燃料匮乏出现的次数。此外，电堆持续工作在稳定工况，采用上述图9所示计算氢气消耗量来计算DC-DC变换器低压端的输出电流，在系统层面优化了传感器选型，即可以使用无电流采集的传感器，节约了资源。

在一个实施例中，提供了一种氢燃料电池系统，该氢燃料电池系统包括处理器和氢路排气阀。其中，所述氢路排气阀分别与所述电堆阳极输出端连接、所述处理器连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的氢路排气阀控制方法，以控制所述氢路排气阀。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的氢路排气阀控制方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的氢路排气阀控制方法的步骤。

需要说明的是，本申请所涉及的数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，可存储于数据库中以供使用。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对处理器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。