一种燃料电池系统的控制方法及燃料电池系统与流程

1.本发明涉及电池系统技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统的控制方法及燃料电池系统。


背景技术：

2.燃料电池发动机为车辆等装置提供驱动动力和辅助动力，电堆作为燃料电池发动机的核心部分是发生电化学反应的场所。
3.目前，燃料电池发动机内部电堆的温度容易受到外部环境温度的影响，燃料电池发动机存在低温启动困难，以及外部温度过高对电堆造成热辐射等问题，影响燃料电池发动机效率。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种燃料电池系统的控制方法及燃料电池系统，以解决燃料电池发动机内部燃料电堆的温度容易受到外部环境温度影响的问题。
5.根据本发明的一方面，提供了一种燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池系统包括电堆壳体和设置于所述电堆壳体内的电堆；所述电堆壳体包括设置于内壁和外壁之间的第一腔体、以及由内壁围合而形成的第二腔体；所述电堆设置于所述第二腔体内。
6.所述控制方法包括：
7.根据燃料电池发动机的状态，确定所述燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围；
8.如果所述燃料电池发动机的启动关联温度在所述预设温度范围，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求；
9.如果所述第一腔体的真空度或所述第二腔体的真空度不满足所述真空度需求，则对所述第一腔体或所述第二腔体中至少一个进行抽真空操作，以使所述第一腔体和所述第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。
10.可选的，根据燃料电池发动机的状态，确定所述燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围，包括：如果所述燃料电池发动机的状态为处于停机后的唤醒状态，则判断环境温度是否低于所述燃料电池发动机的冷启动温度阈值；如果所述燃料电池发动机的启动关联温度在所述预设温度范围，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求，包括：如果所述环境温度等于或高于所述冷启动温度阈值，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求。
11.可选的，如果所述环境温度低于所述冷启动温度阈值，则将设置在冷却管路上的三通阀关断。
12.可选的，所述燃料电池系统包括设置在冷却管路上的第一三通阀和第二三通阀、ptc加热器和水泵；所述ptc加热器和所述水泵连接于所述第一三通阀和所述第二三通阀之间；根据燃料电池发动机的状态，确定燃料电池发动机启动关联温度是否在预设温度范围，
包括：如果所述燃料电池发动机的状态为启动状态，则判断电堆温度是否大于热机温度限值；则在确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求之前，还包括：如果所述电堆温度高于所述热机温度限值，将所述第一三通阀和所述第二三通阀切换至大循环控制，并使能所述水泵工作。
13.可选的，在确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求之前，还包括：如果所述电堆温度低于或等于所述热机温度限值，则将所述第一三通阀和所述第二三通阀切换至小循环控制，并使能所述水泵工作以及开启所述ptc加热器进行加热。
14.可选的，如果所述环境温度低于所述冷启动温度阈值，在确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求之前，开启所述ptc加热器进行加热。
15.可选的，所述燃料电池系统还包括与所述第一腔体对应设置的第一真空泵、与所述第二腔体对应设置的第二真空泵；对所述第一腔体和所述第二腔体进行抽真空操作，包括：控制动力电池的继电器吸合，以使所述动力电池为蓄电池充电；控制所述第一真空泵工作对所述第一腔体进行抽真空；控制所述第二真空泵工作对所述第二腔体进行抽真空。
16.根据本发明的另一方面，提供了一种燃料电池系统，该系统包括：
17.电堆壳体和设置于电堆壳体内的电堆；所述电堆壳体包括设置于内壁和外壁之间的第一腔体、以及由内壁围合而形成的第二腔体；所述电堆设置于所述第二腔体内；
18.燃料电池控制器，所述燃料电池控制器用于：
19.根据燃料电池发动机的状态，确定所述燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围；
20.如果所述燃料电池发动机的启动关联温度在所述预设温度范围，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求；
21.如果所述第一腔体的真空度或所述第二腔体的真空度不满足所述真空度需求，则对所述第一腔体或所述第二腔体中至少一个进行抽真空操作，以使所述第一腔体和所述第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。
22.可选的，所述燃料电池系统还包括与所述第一腔体对应设置的第一真空泵、与所述第二腔体对应设置的第二真空泵；所述燃料电池控制器用于控制所述第一真空泵对所述第一腔体进行抽真空操作，以及控制所述第二真空泵对所述第二腔体进行抽真空操作。
23.可选的，所述燃料电池系统还包括设置在冷却管路上的第一三通阀和第二三通阀、ptc加热器和水泵；所述ptc加热器和所述水泵连接于第一三通阀和第二三通阀之间；所述ptc加热器由动力电池进行供电，所述第一真空泵的出口设置有第一压力传感器，所述第二真空泵的出口设置有第二压力传感器；所述ptc加热器、所述水泵、所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器均与所述燃料电池控制器连接。
24.本发明实施例的技术方案，提供的一种燃料电池系统，包括了电堆壳体和设置于电堆壳体内的电堆，电堆壳体包括设置于内壁和外壁之间的第一腔体、以及由内壁围合形成的第二腔体，电堆设置于第二腔体内。通过提供的燃料电池系统的控制方法，可以根据燃料电池发动机的状态确定燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围内，通过确定第一腔体的真空度和第二腔体的真空度是否满足真空度需求，对第一腔体或第二腔体进行抽真空操作，以使第一腔体和所述第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。通过对第
一腔体或第二腔体进行抽真空操作，可以维持电堆内部的真空度，减少电堆的散热介质，真空腔体有效阻隔了外部环境热量与电堆热量的交换，解决了燃料电池发动机内部燃料电堆的温度容易受到外部环境温度影响的问题，实现了电堆保温的目的。
25.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
27.图1是本发明实施例一提供了一种燃料电池系统的结构示意图；
28.图2是本发明实施例一提供了一种燃料电池系统的控制方法的流程图；
29.图3是本发明实施例二提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图；
30.图4是本发明实施例二提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图；
31.图5是本发明实施例三提供的一种燃料电池系统的结构示意图；
32.图6是本发明实施例三提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图；
33.图7是本发明实施例三提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图；
34.图8是本发明实施例四提供的一种燃料电池系统的电气拓扑图。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，本发明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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
37.燃料电池发动机作为车辆的动力系统可以为车辆提供动力，其内部的电堆作为核心部分是发生电化学反应的场所，然而燃料电池发动机内部电堆的温度容易受到外部环境温度的影响，燃料电池发动机存在低温启动困难，以及外部温度过高对电堆造成热辐射等问题。
38.实施例一
39.图1是本发明实施例一提供了一种燃料电池系统的结构示意图，如图1所示，燃料
电池系统包括电堆壳体510和设置于所述电堆壳体510内的电堆520；所述电堆壳体包括设置于内壁511和外壁512之间的第一腔体514、以及由内壁511围合而形成的第二腔体515；所述电堆520设置于所述第二腔体内515。
40.电堆壳体510用于放置电堆520，在电堆壳体510内电堆520进行电化学反应，可以将化学能转换成电能。第一腔体514是由电堆壳体510的内壁511和外壁512所形成，位于电堆壳体510的内壁511和外壁512之间，第二腔体515是由电堆壳体510的内壁511围合形成，电堆520设置于内壁511围合形成第二腔体515中。可以使用真空泵530、540等装置分别对第一腔体514、第二腔体515进行真空处理，调节第一腔体514和第二腔体515的真空度，保证第一腔体514、第二腔体515的真空度满足一定的要求，进而保证电堆520内部的温度，实现电堆520保温。
41.图2是本发明实施例一提供了一种燃料电池系统的控制方法的流程图，本实施例可适用于燃料电池系统工作的情况，该方法可以由燃料电池系统来执行，例如由图1所示的该燃料电池系统执行，该燃料电池系统可配置于车辆等运输装备中。如图2所示，该方法包括：
42.s210、根据燃料电池发动机的状态，确定所述燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围。
43.本实施例中，燃料电池发动机是可以将燃料经过电化学反应将化学能转变成电能的发动机系统，一般包括燃料电池堆、气体输配和回收系统、散热加湿系统、监测和控制系统、辅助电源等系统。燃料电池发动机为车辆等提供动力，其工作状态可以是休眠状态、唤醒状态、启动状态、正常运行状态等。燃料发动机的启动关联温度与燃料电池发动机的状态相关，燃料电池发动机的启动关联温度的温度范围可以根据燃料电池发动机的状态预先设定，在燃料电池发动机启动时，若燃料电池发动机的启动关联温度在预设温度范围内，燃料电池发动机可以正常启动，启动效率较高，若燃料电池发动机的启动关联温度不在预设温度范围，可能导致燃料电池发动机不能正常启动，启动效率较低。根据燃料电池发动机的状态确定启动关联温度是否在预设范围内，当燃料电池发动机的启动关联温度在预设温度范围时，执行s220。
44.s220、如果所述燃料电池发动机的启动关联温度在所述预设温度范围，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求。
45.本实施例中，第一腔体是电堆壳体的外壁和内壁之间形成的腔体，第一腔体的真空度可以是第一腔体处于真空状态下的气体稀薄程度，可以用第一腔体内的压强表示。第二腔体是电堆壳体的内壁围合形成的腔体，第二腔体的真空度可以是第二腔体处于真空状态下的气体稀薄程度，可以用第二腔体内的压强表示。当燃料电池发动机的启动关联温度在预设温度范围时，确定第一腔体的真空度和第二腔体的真空度是否满足真空度需求，例如，可以采用压力检测装置检测第一腔体和第二腔体的压力，通过检测到的压力可以确定出第一腔体和第二腔体内的压强，可以预先设定满足真空度需求的压强阈值，当检测到腔体内压强满足预设阈值时，可以确定真空度满足真空度需求，其中，压力检测装置可以是压力传感器等，对此不作限定。真空度需求是为了保持电堆内部温度所需要的第一腔体和第二腔体内的真空度，当第一腔体和第二腔体内的真空度满足真空度需求时，可以减少腔体内部电堆散热介质，减少腔体内部热量与外部环境热量的交换，使得腔体内部的电堆温度
维持恒定。当第一腔体的真空度和第二腔体的真空度满足真空度需求时，不需要对第一腔体和第二腔体进行抽真空操作，当第一腔体的真空度和第二腔体的真空度不满足真空度需求时，执行s230。
46.s230、如果所述第一腔体的真空度或所述第二腔体的真空度不满足所述真空度需求，则对所述第一腔体或所述第二腔体中至少一个进行抽真空操作，以使所述第一腔体和所述第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。
47.本实施例中，第一腔体的真空度或第二腔体的真空度不满足真空度需求可以理解为：第一腔体的真空度不满足真空度需求，或者第二腔体的真空度不满足真空度需求，或者第一腔体的真空度和第二腔体的真空度均不满足真空度需求。当第一腔体的真空度不满足真空度需求时，对第一腔体进行抽真空操作，当第二腔体的真空度不满足真空度需求时，对第二腔体进行抽真空操作，当第一腔体的真空度和第二腔体的真空度均不满足真空度需求，同时对第一腔体和第二腔体进行抽真空操作。通过对第一腔体或第二腔体中至少一个进行抽真空操作，使得第一腔体和第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。
48.本实施例技术方案，提供了一种燃料电池系统的控制方法及燃料电池系统，其中，燃料电池系统包括了电堆壳体和设置于电堆壳体内的电堆，电堆壳体包括设置于内壁和外壁之间的第一腔体、以及由内壁围合形成的第二腔体，电堆设置于第二腔体内；通过提供的燃料电池系统的控制方法，可以根据燃料电池发动机的状态确定燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围内，通过确定第一腔体的真空度和第二腔体的真空度是否满足真空度需求，对第一腔体或第二腔体进行抽真空操作，以使第一腔体和第二腔体的真空度均满足真空度需求，通过维持腔体内部真空度，减少腔体内部电堆的散热介质，减少腔体内部热量与外部环境热量的交换，实现电堆保温，解决了燃料电池发动机内部燃料电堆的温度容易受到外部环境温度影响的问题，可以提高燃料电池发动机的效率。
49.实施例二
50.图3是本发明实施例二提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图，本实施例是在上述实施例一的基础上进行细化，可选的，根据燃料电池发动机的状态，确定所述燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围，包括：如果所述燃料电池发动机的状态为处于停机后的唤醒状态，则判断环境温度是否低于所述燃料电池发动机的冷启动温度阈值；如果所述燃料电池发动机的启动关联温度在所述预设温度范围，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求，包括：如果所述环境温度等于或高于所述冷启动温度阈值，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求。如图3所示，该方法包括：
51.s310、所述燃料电池发动机的状态为处于停机后的唤醒状态，则判断环境温度是否低于所述燃料电池发动机的冷启动温度阈值。
52.本实施例中，当燃料电池发动机的状态处于停机后的唤醒状态时，燃料电池发动机的停机状态可以是指对燃料电池发动机关机吹扫后处于休眠的状态。燃料电池发动机在唤醒状态下，其内部的传感器、执行器均可正常工作，例如，可以在燃料电池发动机的唤醒状态时，检测燃料电池发动机的环境温度。燃料电池发动机的唤醒可以定时设置，例如，可以使用定时器设定时间，当达到设定时间后，燃料电池发动机自动唤醒。冷启动温度阈值可以根据电堆属性设置，例如，一般电堆内部通过氢氧化学反应生成水，根据水的结冰条件，
可以设置冷启动温度阈值为0℃。可以通过温度检测装置检测环境温度，进而判断环境温度是否低于燃料电池发动机的冷启动温度阈值，温度检测装置可以是温度计、温度传感器等，对此不作限定。当环境温度大于冷启动温度阈值时，燃料电池发动机可以正常进行冷启动，可以使燃料电池发动机继续执行定时唤醒，当环境温度小于冷启动温度阈值时，燃料电池发动机由于受到温度影响，可能会发生冷启动异常，此时，执行s320。
53.s320、如果所述环境温度等于或高于所述冷启动温度阈值，则确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求。
54.本实施例中，当环境温度等于或高于所述冷启动温度阈值时，确定第一腔体的真空度是否满足真空度需求，以及第二腔体的真空度是否满足真空度需求，其中，真空度可以通过压力检测装置检测得到，例如可以采用压力传感器等，对此不作限定。当第一腔体的真空度和第二腔体的真空度都满足真空度需求时，不需要对第一腔体和第二腔体进行真空操作，当第一腔体的真空度和第二腔体的真空度至少一个不满足真空度需求时，执行s330。
55.可选的，如果所述环境温度低于所述冷启动温度阈值，则将设置在冷却管路上的三通阀关断。其中，冷却管路可以将电堆内部的热量散发到外部环境中，同时也可以使电堆内部升温，实现电堆内部热量与外部环境热量的交换。三通阀可以是安装在电堆壳体内部的冷却液管路上，可以控制电堆内部热量与外部环境热量交换的通断，当外部环境温度低于冷启动温度阈值时，可以关闭冷却管路上的三通阀，避免电堆壳体内部的电堆温度受到外部环境温度影响。
56.可选的，如果所述环境温度低于所述冷启动温度阈值，在确定所述第一腔体的真空度和所述第二腔体的真空度是否满足真空度需求之前，开启所述ptc加热器进行加热。其中，ptc加热器安装在电堆壳体内部，可用于电堆内部加热。当外部环境温度低于冷启动温度阈值时，且在确定第一腔体的真空度和第二腔体的真空度是否满足真空度需求之前，开启ptc加热器对电堆加热，使得电堆内部温度高于冷启动温度阈值，避免温度过低影响燃料电池发动机效率等问题。
57.s330、如果所述第一腔体的真空度或所述第二腔体的真空度不满足所述真空度需求，则对所述第一腔体或所述第二腔体中至少一个进行抽真空操作，以使所述第一腔体和所述第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。
58.示例性的，图4是本发明实施例二提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图，当燃料电池发动机完成关机吹扫后，整个燃料电池发动机进入休眠状态，此时，燃料电池发动机通过控制器内部定时器进行时间为t1的定时唤醒操作，考虑到控制器功耗与发动机温度降低时间，推荐t1为2小时或4小时。当燃料电池发动机定时唤醒后，将判定环境温度，当环境温度低于低温环境阈值t1(t1取值推荐为0℃)时，可以开启ptc加热器。进行真空度判断时，判定电堆壳体(相当于本发明实施例的第一腔体)压力是否低于p1(p1推荐为0.2bara)且电堆壳体内腔体(相当于本发明实施例的第二腔体)压力是否低于p2(p2推荐为0.2bara)。当两腔压力有一个不满足真空度需求时，首先需要闭合高压使能真空泵进行抽真空操作，当达到真空度需求后，将动力电池继电器断开，由于动力电池为真空泵提供电能，此时，真空泵关闭，同时所有部件进入休眠状态，并重新计时，进入下一个间隔唤醒循环。
59.本发明实施例，对燃料电池发动机的处于停机后的唤醒状态分析，判断外部环境
温度是否低于冷启动温度阈值，当外部环境温度低于冷启动温度阈值时，可以关闭三通阀，并开启ptc加热器，使得电堆内部温度不低于冷启动温度阈值。此时，判断第一腔体和第二腔体中的真空度，当第一腔体或第二腔体中任一真空度不满足真空度需求时，对第一腔体或第二腔体中至少一个进行抽真空操作，使得第一腔体和第二腔体中真空度同时满足真空度需求，维持电堆内部真空度可以减少电堆散热、高效保温，可以实现燃料电池发动机低温保温的目的。
60.实施例三
61.本实施例是在上述实施例一的基础上进行细化，图5是本发明实施例三提供的一种燃料电池系统的结构示意图，燃料电池系统包括：电堆壳体510、电堆520、内壁511、外壁512、支撑结构513、第一腔体514、第二腔体515、第一真空泵530、第二真空泵540、冷却管路550、第一三通阀560、第二三通阀570、ptc加热器580和水泵590。图6是本发明实施例三提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图，该方法包括：
62.燃料电池系统包括设置在冷却管路550上的第一三通阀560和第二三通阀570、ptc加热器580和水泵590；ptc加热器580和水泵590连接于第一三通阀560和第二三通阀570之间；根据燃料电池发动机的状态，确定燃料电池发动机启动关联温度是否在预设温度范围，包括：如果燃料电池发动机的状态为启动状态，则判断电堆温度是否大于热机温度限值；则在确定第一腔体514的真空度和第二腔体515的真空度是否满足真空度需求之前，还包括：如果电堆温度高于热机温度限值，将第一三通阀560和第二三通阀570切换至大循环控制，并使能水泵590工作，如果电堆温度低于或等于热机温度限值，则将第一三通阀560和第二三通阀570切换至小循环控制，并使能水泵590工作以及开启ptc加热器580进行加热。
63.s610、所述燃料电池发动机的状态为启动状态，则判断电堆温度是否大于热机温度限值。
64.本实施例中，热机温度限值与电堆自身属性相关，使用的电堆不同时热机温度限值不同。当燃料电池发动机的状态为启动状态时，即燃料电池发动机的状态为热启动状态，判断电堆温度是否大于热机温度限值。例如，可以在电堆内部设置测温装置，将测量的温度与热机温度限值比较，进而确定电堆温度是否大于热机温度限值，测温装置可以是温度传感器等，对此不作限定。当电堆温度高于热机温度限值时，电堆内部热量可以通过与外部环境热量进行交互实现散热，即执行s620，当电堆温度低于或等于热机温度限值时，加热器可以对电堆进行加热，使得电堆温度高于热机温度限值，即执行s630。
65.s620、如果所述电堆温度高于所述热机温度限值，将所述第一三通阀和所述第二三通阀切换至大循环控制，并使能所述水泵工作。
66.本实施例中，参照上述实施例，三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，第一三通阀和第二三通阀可以设置在冷却管路上，可以控制电堆内部热量与外部环境热量交换的通断，在此基础上，还可以控制电堆内部热量的大循环和小循环的切换。大循环可以是电堆内部热量与外部环境热量的交换，小循环可以是电堆内部热量的循环，可以使得电堆内部热量均衡。水泵可以安装在电堆壳体内部，为电堆内部热量的循环或电堆内部热量与外部环境热量交换提供动力。当电堆温度高于热机温度限值，将第一三通阀和第二三通阀切换至大循环控制，并使能水泵工作，可以将电堆内部较高的热量扩散到外部环境。此时，判断第一腔体的真空度或第二腔体的真空度是否满足真空度需求，当满足时真空度需求使不需要
抽真空操作，当不满足真空度需求，执行s640。
67.s630、如果所述电堆温度低于或等于所述热机温度限值，则将所述第一三通阀和所述第二三通阀切换至小循环控制，并使能所述水泵工作以及开启所述ptc加热器进行加热。
68.本实施例中，参照上述实施例，小循环可以是电堆内部热量的循环，可以使得电堆内部热量均衡，水泵为电堆内部热量的循环提供动力，ptc加热器可用于电堆内部加热。当电堆温度低于或等于所述热机温度限值，将第一三通阀和第二三通阀切换至小循环控制，并使能水泵工作以及开启ptc加热器进行加热，使得电堆的温度高于热机温度限值，且电堆内部热量保持均衡，当电堆温度高于热机温度限值时，执行s620。
69.s640、如果所述第一腔体的真空度或所述第二腔体的真空度不满足所述真空度需求，则对所述第一腔体或所述第二腔体中至少一个进行抽真空操作，以使所述第一腔体和所述第二腔体的真空度均满足所述真空度需求。
70.在上述实施例的基础上，可选的，所述燃料电池系统还包括与所述第一腔体对应设置的第一真空泵、与所述第二腔体对应设置的第二真空泵；对所述第一腔体和所述第二腔体进行抽真空操作，包括：控制动力电池的继电器吸合，以使所述动力电池为蓄电池充电；控制所述第一真空泵工作对所述第一腔体进行抽真空；控制所述第二真空泵工作对所述第二腔体进行抽真空。其中，第一真空泵与第一腔体对应，可以对第一腔体进行抽真空操作，第二真空泵与第二腔体对应，可以对第二腔体进行抽真空操作。动力电池可以输出较高的电压，一般可达到上千伏，例如，通过降压装置可以将较高的电压降低，并通过控制动力电池继电器的吸合可以为蓄电池充电，蓄电池输出的电压较低，一般为十几伏，蓄电池可以为第一真空泵和第二真空泵提供电能。
71.示例性的，图7是本发明实施例三提供的一种燃料电池系统的控制方法的流程图。当燃料电池收到整车启动指令后，首先判定电堆温度是否为热启动模式(即电堆内部温度高于热机温度限值t1，t1举例60℃，65℃等)，当为燃料电池发动机为热机启动时，需要将三通阀切换至大循环并使能水泵进行正常散热；如果电堆温度低于热机温度t1，则三通阀切换至小循环，使能小循环水泵工作，并开启ptc进行加热。
72.判定电堆壳体(即第一腔体)压力是否低于p1(p1推荐为0.2bara)且电堆壳体内腔体(即第二腔体)压力是否低于p2(p2推荐为0.2bara)。当两腔压力有一个不满足真空度需求时，需要使能真空泵进行抽真空操作，当达到真空度需求后，将动力电池继电器断开，由于动力电池为真空泵提供电能，此时真空泵关闭，可将电堆维持在稳定的温度区间，保证电堆温度维持恒定。
73.本发明实施例，对燃料电池发动机的启动状态分析，判断电堆温度是否高于热机温度限值，当电堆温度低于或等于热机温度限值时，将第一三通阀和第二三通阀切换至小循环控制，并使能水泵工作以及开启ptc加热器进行加热，使得电堆温度高于热机温度限值，实现了对燃料电池发动机的低温加热。当电堆温度高于热机温度限值时，将第一三通阀和第二三通阀切换至大循环控制，并使能水泵工作，实现了对燃料电池发动机的高温散热。此时，判断第一腔体和第二腔体中的真空度，当第一腔体或第二腔体中任一真空度不满足真空度需求时，对第一腔体或第二腔体中至少一个进行抽真空操作，使得第一腔体和第二腔体中真空度同时满足真空度需求，采用真空隔绝电堆与外部环境，有效阻隔外部环境热
量与对电堆热量之间的传递，实现了电堆内部温度的相对稳定。
74.实施例四
75.参照上述实施例三，如图5所示，电堆520设置于电堆壳体510内，电堆壳体510包括设置于内壁511和外壁512之间的第一腔体514、以及由内壁512围合而形成的第二腔体515，电堆520设置于第二腔体515内。
76.图8是本发明实施例四提供的一种燃料电池系统的电气拓扑图，在上述实施例的基础上，本发明实施例还包括燃料电池控制器810，动力电池820，降压装置830，低压蓄电池840，第一压力传感器850，第二压力传感器860。
77.燃料电池控制器810用于：根据燃料电池发动机的状态，确定所述燃料电池发动机的启动关联温度是否在预设温度范围；如果所述燃料电池发动机的启动关联温度在所述预设温度范围，则确定第一腔体514的真空度和第二腔体515的真空度是否满足真空度需求；如果第一腔体514的真空度或第二腔体515的真空度不满足真空度需求，则对第一腔体514或第二腔体515中至少一个进行抽真空操作，以使第一腔体514和第二腔体515的真空度均满足真空度需求。
78.可选的，燃料电池系统还包括与第一腔体514对应设置的第一真空泵530、与第二腔体515对应设置的第二真空泵540；燃料电池控制器810用于控制第一真空泵530对第一腔体514进行抽真空操作，以及控制第二真空泵540对第二腔体515进行抽真空操作。
79.可选的，燃料电池系统还包括设置在冷却管路550上的第一三通阀560和第二三通阀570、ptc加热器580和水泵590；ptc加热器580和水泵590连接于第一三通阀560和第二三通阀570之间；ptc加热器580由动力电池820进行供电，第一真空泵530的出口设置有第一压力传感器850，第二真空泵540的出口设置有第二压力传感器860；ptc加热器580、水泵590、第一压力传感器850以及第二压力传感器860均与燃料电池控制器810连接。
80.本实施例，通过对第一腔体、第二腔体抽真空，减少了腔体内部的电堆散热介质，进而减少了电堆散热，达成电堆高效保温目标，同时也可避免环境高温对于电堆进行热传递，保证电堆处于相对稳定的热环境中。通过燃料电池发动机停机后进行抽真空处理，实现电堆保温，并通过小循环启动控制实现快速冷启动，且高温情况下，电堆内部与外部环境进行大循环可以及时散热，同时抽真空后的腔体可有效阻隔外界环境对电堆进行热量传递，避免外界温度对电堆进行热辐射。
81.本发明实施例所提供的一种燃料电池系统可执行本发明任意实施例所提供的一种燃料电池系统控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
82.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
83.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。