燃料电池系统的故障诊断方法、装置和存储介质与流程

本发明涉及燃料电池系统，更具体地，涉及一种燃料电池系统的故障诊断方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、燃料电池系统包括电堆、空气系统、氢气系统、冷却系统、电气系统以及相应控制系统。其中电堆由几百片单电池串联组成，空气和氢气在电堆内部发生化学反应产生电能。电堆工作时，每一片的输出电压维持在一定正常范围内，将某一片单电池的电压明显低于平均电压值的现象定义为单低故障，在燃料电池系统生命周期内所发生的故障中，以单低故障最为常见和最难排查，现有技术方案未能针对运行工况发生电堆单片低压过低故障进行提前预判，一般等到单片电压低于故障阈值时才采用停机吹扫的保护策略，一方面不能从根本上解决问题，精准锁定故障原因，不利于售后维修，另一方面也影响驾驶体验。

2、现有技术中有一种燃料电池系统巡检接触不良故障的判断方法、系统以及车辆，在全工况范围内，针对任一单片电压vn＞0的单片，如果vave-vn大于第一预设值，且相邻单片电压vn±1-vave高于第二预设值，则关注此单片；在任意c轮巡检周期内，若被关注单片的电压vn相较前一次的电压差值δv有x次变化的幅度超过第三预设值，则判定为接触不良故障。还有一种燃料电池系统的排水控制方法、控制模块及装置，该方法包括获取位置传感器采集的位置信号，并根据位置信号确定位置传感器与分水件中的液面的当前液位距离；根据当前液位距离和位置传感器在分水件中的位置，检测当前液位距离是否小于等于排水线液位距离；其中，排水线液位距离为位置传感器与预设的排水线液面的液位距离，预设的排水线液面为在分水件向任意方向以预设的最大倾斜角度倾斜时均低于氢气出口所在位置的水平面；若当前液位距离小于等于排水线液位距离，控制排水阀导通排水。

3、现有燃料电池系统故障诊断技术中对于燃料电池系统的故障诊断仅能识别一种故障类型，无法对燃料电池系统进行多种故障类型的识别。

技术实现思路

1、本发明提供一种燃料电池系统的故障诊断方法、装置、存储介质和电动汽车，以解决现有燃料电池系统故障诊断技术中对于燃料电池系统的故障诊断仅能识别一种故障类型，无法对燃料电池系统进行多种故障类型的识别的问题，通过获取燃料电池系统当前运行工况下的流经每一个单片电池的电堆电流和各单片电压，在判断得到任一单片电压与对应于电堆电流的电堆标准电压之间的差值大于第一预设阈值的条件下，依次对故障集合中的a个故障进行排查，在排除燃料电池系统存在第1个故障的情况下，判断燃料电池系统是否存在第2个故障，如果存在，则输出指示发生第2个故障的提示信息，如果不存在，则进行第3个故障的排查，排查过程中，只要确定存在某一故障，则停止排查输出发生该某一故障的提示信息，否则一直排查直到排查完故障集合中全部a个故障。本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，在排除掉燃料电池系统存在第1个故障的情况下，判断是否存在其他故障，所以至少要排查两种故障，如果前a-1个故障都被排除掉，则最多可以排查a个故障，因此现了对燃料电池系统进行多种故障类型的识别。

2、本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。

3、第一方面，本发明提供一种燃料电池系统的故障诊断方法，燃料电池系统包括电堆和电压巡检器，电堆包括多个串联连接的单片电池，电压巡检器用于实时采集各单片电池分别的单片电压，方法包括：

4、获取燃料电池系统当前运行工况下的流经每一个单片电池的电堆电流和各单片电压；

5、若任一单片电压与对应于电堆电流的电堆标准电压之间的差值大于第一预设阈值，

6、判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第1个故障，若不存在，则判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第i个故障，若存在，则输出指示发生第i个故障的提示信息；若不存在，对i加1，返回判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第i个故障的步骤，直到返回判断故障集合中第a个故障；

7、其中，i的初始值为2，i的最大值为a，a为故障集合中故障总个数，a≥2。

8、可选地，根据本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，第1个故障为巡检电压器线束接触不良；

9、第2个故障为氢气泄露；

10、第3个故障为车身倾斜造成的电堆水淹。

11、可选地，故障集合中故障总个数a＝5，其中，

12、第4个故障为氢气侧故障，第5个故障为空气侧故障；

13、或者，

14、第4个故障为空气侧故障，第5个故障为氢气侧故障。

15、可选地，根据本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，若第4个故障为氢气侧故障，第5个故障为空气侧故障，

16、对应地，判断燃料电池系统是否存在氢气侧故障，具体包括：

17、将电堆电流降低为第一电流值并执行第一预设时长的吹扫；

18、确定第一电流值对应的各单片电池分别的第一调整单片电压；

19、若每一个第一调整单片电压与对应于第一电流值的电堆标准电压之间的差值均小于第二预设阈值，则基于第一预设规则判定燃料电池系统存在氢气侧故障；

20、否则，燃料电池系统不存在氢气侧故障；

21、对应地，判断燃料电池系统是否存在空气侧故障，具体包括：

22、将电堆电流降低为第二电流值并执行第二预设时长的吹扫，其中，第二电流值小于第一电流值；

23、确定第二电流值对应的各单片电池分别的第二调整单片电压；

24、若每一个第二调整单片电压与对应于第二电流值的电堆标准电压之间的差值均小于第三预设阈值，则基于第二预设规则判定燃料电池系统存在空气侧故障。

25、可选地，根据本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，基于第一预设规则判定燃料电池系统存在氢气侧故障，具体包括：

26、判断燃料电池系统是否存在氢气侧故障集合中的第m个氢气侧故障，若存在，则输出指示发生第m个氢气侧故障的提示信息；若不存在，对m加1，返回判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第m个氢气侧故障的步骤，直到返回判断氢气侧故障集合中最后一个氢气侧故障；

27、其中，m的初始值为1，氢气侧故障集合中的第1个氢气侧故障为氢气侧水淹、第2个氢气侧故障为氢气侧欠气或者氢气品质差、以及第3个氢气侧故障为空气轻微泄露；

28、对应地，基于第二预设规则判定燃料电池系统存在空气侧故障，具体包括：

29、判断燃料电池系统是否存在空气侧故障集合中的第r个空气侧故障，若存在，则输出指示发生第r个空气侧故障的提示信息；若不存在，对r加1，返回判断燃料电池系统是否存在空气侧故障集合中的第r个空气侧故障的步骤，直到返回判断空气侧故障集合中最后一个空气侧故障；

30、其中，r的初始值为1，空气侧故障集合中的第1个空气侧故障为空气侧水淹、第2个空气侧故障为空气侧欠气、以及第3个空气侧故障为空气严重泄露。

31、可选地，根据本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，若第4个故障为空气侧故障，第5个故障为氢气侧故障，

32、对应地，判断燃料电池系统是否存在空气侧故障，具体包括：

33、将电堆电流降低为第三电流值并执行第三预设时长的吹扫；

34、确定第三电流值对应的各单片电池分别的第三调整单片电压；

35、若每一个第三调整单片电压与对应于第三电流值的电堆标准电压之间的差值均小于第四预设阈值，则基于第三预设规则判定燃料电池系统存在空气侧故障；

36、否则，燃料电池系统不存在空气侧故障；

37、对应地，判断燃料电池系统是否存在氢气侧故障，具体包括：

38、将电堆电流降低为第四电流值并执行第四预设时长的吹扫，其中，第四电流值小于第三电流值；

39、确定第四电流值对应的各单片电池分别的第四调整单片电压；

40、若每一个第四调整单片电压与对应于第四电流值的电堆标准电压之间的差值均小于第五预设阈值，则基于第四预设规则判定燃料电池系统存在氢气侧故障。

41、可选地，根据本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，基于第三预设规则判定燃料电池系统存在空气侧故障，空气侧故障为空气侧水淹、空气侧欠气和空气严重泄露中任意一种，具体包括：

42、判断燃料电池系统是否存在空气侧故障集合中的第s个空气侧故障，若存在，则输出指示发生第s个空气侧故障的提示信息；若不存在，对s加1，返回判断燃料电池系统是否存在空气侧故障集合中的第s个空气侧故障的步骤，直到返回判断空气侧故障集合中最后一个空气侧故障；

43、其中，s的初始值为1，空气侧故障集合中的第1个空气侧故障为空气侧水淹、第2个空气侧故障为空气侧欠气、以及第3个空气侧故障为空气严重泄露；

44、对应地，基于第四预设规则判定燃料电池系统存在氢气侧故障，氢气侧故障为氢气侧水淹、氢气侧欠气、氢气品质差和空气轻微泄露中任意一种，具体包括：

45、判断燃料电池系统是否存在氢气侧故障集合中的第t个氢气侧故障，若存在，则输出指示发生第t个氢气侧故障的提示信息；若不存在，对t加1，返回判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第t个氢气侧故障的步骤，直到返回判断氢气侧故障集合中最后一个氢气侧故障；

46、其中，t的初始值为1，氢气侧故障集合中的第1个氢气侧故障为氢气侧水淹、第2个氢气侧故障为氢气侧欠气或者氢气品质差、以及第3个氢气侧故障为空气轻微泄露。

47、第二方面，本发明提供一种燃料电池系统的故障诊断装置，燃料电池系统包括电堆和电压巡检器，电堆包括多个串联连接的单片电池，电压巡检器用于实时采集各单片电池分别的单片电压，装置包括：

48、获取单元，用于获取燃料电池系统当前运行工况下的流经每一个单片电池的电堆电流和各单片电压；

49、判断单元，用于若任一单片电压与对应于电堆电流的电堆标准电压之间的差值大于第一预设阈值，

50、判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第1个故障，若不存在，则判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第i个故障，若存在，则输出指示发生第i个故障的提示信息；若不存在，对i加1，返回判断燃料电池系统是否存在故障集合中的第i个故障的步骤，直到返回判断故障集合中第a个故障；

51、其中，i的初始值为2，i的最大值为a，a为故障集合中故障总个数，a≥2。

52、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，至少一条程序代码由处理器加载并执行以实现如第一方面的燃料电池系统的故障诊断方法所执行的操作。

53、第四方面，本发明提供一种电动汽车，电动汽车包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，至少一条程序代码由一个或多个处理器加载并执行以实现如第一方面的燃料电池系统的故障诊断方法所执行的操作。

54、本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法、装置、存储介质和电动汽车，通过获取燃料电池系统当前运行工况下的流经每一个单片电池的电堆电流和各单片电压，在判断得到任一单片电压与对应于电堆电流的电堆标准电压之间的差值大于第一预设阈值的条件下，依次对故障集合中的a个故障进行排查，在排除燃料电池系统存在第1个故障的情况下，判断燃料电池系统是否存在第2个故障，如果存在，则输出指示发生第2个故障的提示信息，如果不存在，则进行第3个故障的排查，排查过程中，只要确定存在某一故障，则停止排查输出发生该某一故障的提示信息，否则一直排查直到排查完故障集合中全部a个故障。本发明提供的燃料电池系统的故障诊断方法，在排除掉燃料电池系统存在第1个故障的情况下，判断是否存在其他故障，所以至少要排查两种故障，如果前a-1个故障都被排除掉，则最多可以排查a个故障，因此现了对燃料电池系统进行多种故障类型的识别。

55、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。