本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种船用燃料电池系统冷启动控制方法及系统。
背景技术：
1、随着人们环保意识的增强和温室效应日益严重，石油是一种几乎不可再生的资源，且燃烧后会产生污染物。而随着科技的发展，氢能源的成本越来越便宜，越来越多的行业选择将氢能源代替石油作为燃料。
2、如今船舶仍以传统化石燃料为主要能源，改变船舶的能源来源是当今亟需解决的问题。氢燃料电池以效率高、噪音低、清洁无污染等优点在船舶领域有着广泛前景。相较于车用燃料电池系统，船用燃料电池系统对可靠性和氢安全性有着更高的要求，且电池系统更为复杂。目前ccs(中国船级社)对于船用燃料电池系统管路有着全为不锈钢的材质要求，但由于在低温下水汽遇到冰冷的不锈钢管路极易结冰从而堵塞系统，容易导致电池系统故障和冷启动失败。目前氢燃料电池系统的冷启动加热方法主要有电堆内部反应物加热法、热管理路辅助电加热法及外部冷却液加热法，这些方法虽然能够解决一些常见的燃料电池系统中的热管理系统和电堆的冷启动问题，但无法解决全不锈钢氢路的燃料电池系统中的这些问题。
3、因此，有必要提供一种能够在低温时正常冷启动，且能够有效防止氢泄漏的船用燃料电池系统冷启动系统及控制方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种能够在低温时正常冷启动，且能够有效防止氢泄漏的船用燃料电池系统冷启动控制方法及系统。
2、根据本技术的一方面，提供一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，所述方法包括步骤：
3、获取所述燃料电池系统启动前任一时刻t周围的环境温度t；
4、根据环境温度t，获取燃料电池系统在时刻t的状态，所述状态包括预运行状态、长时不用状态、待机状态和运行状态；
5、若满足关系式：t≥5℃时，则判断所述燃料电池系统处于预运行状态；
6、若满足关系式：t＜5℃时，则获取所述燃料电池系统在时刻t的状态；
7、根据所述状态，所述燃料电池系统执行对应的操作，
8、若所述状态为待机状态，则执行冷启动操作；
9、若所述状态为长时不用状态，则执行保养操作，所述燃料电池系统将冷却液完全排出，且所述燃料电池系统中通入氮气进行干燥吹扫；
10、若所述状态为运行状态时，则判断所述燃料电池系统是否为首次启动；
11、所述冷启动操作中，热管理系统实时获取电堆出口的温度t1，并通过所述温度t1控制ptc加热器运行，电加热系统实时获取电堆入口的温度t2和疏水排气阀出口的温度t3，并通过所述温度t2或所述温度t3控制电加热带运行，吹扫空气系统实时获取燃料室箱体内的温度t4，并通过所述温度t4控制空压机运行；
12、经过冷启动操作后，所述燃料电池系统处于所述预运行状态，并在接收启动指令后，直接进入运行状态。
13、更优地，若所述状态为待机状态，则执行冷启动操作中，所述冷启动操作包括第一冷启动操作和第二冷启动操作：
14、若满足关系式：t＜0℃，则执行所述第一冷启动操作，所述ptc加热器加热冷却液和电堆，所述电加热带加热氢气系统，所述空压机向燃料室箱体内通入吹扫空气，吹扫空气加热所述氢气系统和所述燃料室箱体，且吹走所述氢气系统和所述燃料室箱体中的冷凝水汽；
15、若满足关系式：t≥0℃，则执行所述第二冷启动操作，ptc加热器加热冷却液和电堆。
16、更优地，执行所述第一冷启动操作中，若满足关系式：
17、t1≥10℃，则所述ptc加热器停止加热冷却液和电堆；
18、t1＜5℃，则所述ptc加热器再次加热冷却液和电堆；
19、t2≥10℃，或t3≥10℃，则所述电加热带停止加热氢气系统；
20、t2＜5℃，或t3＜5℃，则所述电加热带再次加热氢气系统；
21、t4≥10℃，则所述空压机停止向燃料室箱体内通入吹扫空气；
22、t4＜0℃，则所述空压机再次向燃料室箱体内通入吹扫空气。
23、更优地，执行所述第二冷启动操作中，若满足关系式：
24、t1≥10℃，则所述ptc加热器停止加热冷却液和电堆；
25、t1＜5℃，则所述ptc加热器再次加热冷却液和电堆。
26、更优地，若所述状态为运行状态时，则判断所述燃料电池系统是否为首次启动中，
27、若所述燃料电池系统是首次启动，且满足关系式：t＜0℃，则所述燃料电池系统执行第三冷启动操作，ptc加热器加热冷却液和电堆；
28、若所述燃料电池系统不是首次启动，或满足关系式：t≥0℃，则所述燃料电池系统正常运行。
29、更优地，执行所述第三冷启动操作中，若满足关系式：
30、t1≥40℃，则所述ptc加热器停止加热冷却液和电堆，且所述燃料电池系统正常运行。
31、更优地，所述燃料电池系统包括：
32、微控制器，实时获取所述燃料电池系统的状态；
33、温度传感器，实时采集周围的环境温度；
34、其中，五个所述传感器分别实时采集所述环境温度t、所述温度t1、所述温度t2、所述温度t3和所述温度t4，并传输至所述微控制器中，根据温度和状态，所述微控制器向所述热管理系统、所述电加热系统和所述吹扫空气系统发送控制指令。
35、更优地，所述燃料电池系统还包括：
36、电堆系统，所述电堆系统设有电堆和电堆稀释区箱体，所述电堆设于所述电堆稀释区箱体内，当所述电堆运行时，所述电堆泄露的少量氢气汇聚至所述电堆稀释区箱体；
37、其中，所述电堆系统和所述氢气系统设于所述燃料室箱体内，所述燃料电池系统运行时，所述氢气系统泄露的少量氢气汇聚至所述燃料室箱体。
38、更优地，所述氢气系统内有管路、阀座和其它部件，且管路、阀座和其它部件的表面缠绕所述电加热带和棉层；
39、其中，所述电加热带、棉层、管路、阀座和其它部件都符合涉氢防爆等级要求。
40、一种船用燃料电池系统冷启动系统，所述船用燃料电池系统冷启动系统实现如以上任意一项所述的船用燃料电池系统冷启动控制方法。
41、本发明具有如下有益效果：
42、(1)本发明通过获取燃料电池启动前的环境温度和状态，燃料电池系统执行对应的操作，提高了燃料电池系统的适应性；通过执行冷启动操作，使得燃料电池系统能够在低温时正常冷启动，并进入运行状态；通过在冷启动操作中根据温度控制ptc加热器、电加热带和空压机的运行，使得燃料电池系统处于一个稳定的温度环境，提高了冷启动的效率。
43、(2)本发明通过电堆泄露的少量氢气汇聚至电堆稀释区箱体，且燃料电池系统内氢气系统泄露的少量氢气汇聚至燃料室箱体，避免了燃料电池系统泄露氢气到外界；通过采用电堆设于电堆稀释区箱体内，且电堆稀释区箱体和氢气系统设于燃料室箱体内的双壳设计方式，使得燃料电池系统中的氢气泄漏源都在箱体内，提高了燃料电池系统的安全性。
44、(3)本发明通过氢气系统内的管路、阀座和其它部件的表面缠绕电加热带和棉层，且电加热带、棉层、管路、阀座和其它部件都符合涉氢防爆等级要求，使得氢气系统内的部件都具有防爆的特性。
1.一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，若所述状态为待机状态，则执行冷启动操作中，所述冷启动操作包括第一冷启动操作和第二冷启动操作：
3.根据权利要求2所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，执行所述第一冷启动操作中，若满足关系式：
4.根据权利要求2所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，执行所述第二冷启动操作中，若满足关系式：
5.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，若所述状态为运行状态时，则判断所述燃料电池系统是否为首次启动中，
6.根据权利要求5所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，执行所述第三冷启动操作中，若满足关系式：
7.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统包括：
8.根据权利要求2所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：
9.根据权利要求2所述的一种船用燃料电池系统冷启动控制方法，其特征在于，所述氢气系统内有管路、阀座和其它部件，且管路、阀座和其它部件的表面缠绕所述电加热带和棉层；
10.一种船用燃料电池系统冷启动系统，其特征在于，所述船用燃料电池系统冷启动系统实现如权利要求1～9任意一项所述的船用燃料电池系统冷启动控制方法。
