用于控制燃料电池车辆中能量供应的方法和系统技术方案

一种控制燃料电池车辆中的能量供应的方法以及执行该方法的系统，方法包括：当电池电压比达到最小电池电压比时，将燃料电池的输出电流存储为预限制电流；当电池电压比达到危险电池电压比时，将燃料电池的限制输出电流设定为预限制电流；当电池电压比达到危险电池电压比时，将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子；以及按照燃料电池的输出电流相对预限制电流的不足量，从第二高电压电池输出补充电流。

【技术实现步骤摘要】
用于控制燃料电池车辆中能量供应的方法和系统
本公开涉及用于控制燃料电池车辆中能量供应的方法和系统，其能够通过在燃料电池的电压下降时以电流限制保护燃料电池中，防止车辆的异常行为并预测电池电压的下降，来增强燃料电池的耐用性并且有效地管理高电压电池。
技术介绍
燃料电池堆由数百个单元电池组成，并且对于数百个通道中的每个(每个通道由将这些两个至四个电池捆成束来形成)，由车辆中的装置感测平均电池电压。该装置被称为SVM(堆叠电压监测器)，其在监测燃料电池堆的每个单独电池的性能方面起着重要作用。如果特定通道(由四个电池捆扎组成)的平均电池电压低于正常电压(如果电池泄漏发生)，则由于堆的劣化或漏液(floodingin)而导致气体未被正确供应，由此一个电池的电压实际上会下降的可能性高。在这种情况下，因从电池连续抽取电流而生成的反向电压导致电池被严重地损坏，从而导致电池快速劣化。为了防止这种情况的发生，燃料电池控制单元(FCU)控制电池，以便通过限制电流来防止电池的二次损坏。然而，由于电池泄漏很快，电池泄漏通常不会被FCU的电流限制所防止。在这种情况下，电池泄漏可能发生在与最大电流限制相反的时间。因此，在电池泄漏发生时，可能没有施加电流限制，而在电池泄漏没有发生时，可能施加了电流限制。由于这种情况的重复，车辆可能表现出异常行为，例如车辆横向振动。因此，需要一种通过提前感测电池泄漏的迹象以及在适当时间执行合适的电流限制来防止车辆的异常行为的控制方法。前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，并且不旨在意味着本公开属于本领域技术人员已知的现有技术的范围。
技术实现思路
本公开谨记现有技术中的以上问题，并且本公开旨在提出用于控制燃料电池车辆中的能量供应的方法和系统，其能够通过在燃料电池的电压下降时以电流限制保护燃料电池中，防止车辆的异常行为并预测电池电压的下降，来增强燃料电池的耐用性并且有效地管理高电压电池。根据本公开的一个方面，控制燃料电池车辆中的能量供应的方法包括以下步骤：当通过将最小电池电压除以平均电池电压而得到的电池电压比达到最小电池电压比时，将燃料电池的输出电流存储为预限制电流；监测电池电压比；当电池电压比达到危险电池电压比时，将燃料电池的限制输出电流设定为预限制电流；当电池电压比达到危险电池电压比时，将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子；以及当燃料电池的输出电流达到被设定为预限制电流的限制输出电流的预定范围时，按照燃料电池的输出电流相对预限制电流的不足量，从第二高电压电池输出补充电流。最小电池电压比可以是当燃料电池中生成输出时不生成反向电压的最小值。危险电池电压比可以大于最小电池电压比。在将燃料电池的限制输出电流设定为预限制电流的步骤中，当电池电压比达到危险电池电压比，并且最小电池电压的下降变化率高于平均电池电压的下降变化率时，可以将燃料电池的限制输出电流设定为预限制电流。方法可以进一步包括：当车辆的点火钥匙或点火关闭时，串联连接第一高电压电池和第二高电压电池。在将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子的步骤中，当电池电压比达到危险电池电压比时，可以仅由燃料电池生成系统所需的输出，并且第一高电压电池和第二高电压电池可以被升压，使得它们的每个输出端处的电压达到燃料电池的输出端处的电压，然后第一高电压电池和第二高电压电池可以并联连接到主总线端子。在从第二高电压电池输出补充电流的步骤之后，当系统所需的输出等于或小于基准值时，可以停止从第二高电压电池输出补充电流的步骤。在将燃料电池的输出电流存储为预限制电流的步骤中，当在系统所需的输出等于或大于基准值的状态下，通过将最小电池电压除以平均电池电压而得到的电池电压比达到最小电池电压比时，可以将燃料电池的输出电流存储为预限制电流。在从第二高电压电池输出补充电流的步骤中，当燃料电池的输出电流达到被设定为预限制电流的限制输出电流的预定范围时，预限制电流可以被设定为限制保持电流，并且可以按照燃料电池的输出电流相对限制保持电流的不足量，从第二高电压电池输出补充电流。根据本公开的方面，提供了用于控制燃料电池车辆中的能量供应的系统，所述系统执行根据本公开的一个方面的控制燃料电池车辆中的能量供应的方法，所述系统包括：开关，被配置为实现分割模式或整合模式，其中，在分割模式中，第一高电压电池和第二高电压电池通过相应的第一转换器和第二转换器并联连接到主总线端子，在整合模式中，第一高电压电池和第二高电压电池串联连接，同时通过第二转换器并联连接到主总线端子；电压传感器，被配置为检测每个燃料电池的电压；存储器，被配置为存储最小电池电压比、危险电池电压比、限制输出电流和预限制电流；以及控制器，用于控制开关和燃料电池的驱动，所述控制器被配置为：当电池电压比达到最小电池电压比时，将存储器中的预限制电流更新为燃料电池的输出电流，当电池电压比达到危险电池电压比时，将燃料电池的限制输出电流设定为预限制电流，并且通过开关切换到第一高电压电池和第二高电压电池的分割模式，以及当燃料电池的输出电流达到被设定为预限制电流的限制输出电流的预定范围时，控制第二转换器，以便按照燃料电池的输出电流相对预限制电流的不足量，从第二高电压电池输出补充电流。第一高电压电池和第一转换器可以连接到第一电路，第二高电压电池和第二转换器可以连接到第二电路，并且第一电路和第二电路可以通过第一开关和第二开关彼此分离或连接。第一开关可以设置在第一高电压电池与第二高电压电池之间，使得第一高电压电池和第二高电压电池彼此分离或串联连接。第二开关可以设置在第一电路与第二电路之间，在第一高电压电池和第二高电压电池以及第一转换器和第二转换器之间的点处，使得第一电路和第二电路彼此分离或串联连接。如从以上描述明显，根据本公开的用于控制燃料电池车辆中的能量供应的方法和系统可以通过在燃料电池的电压下降时以电流限制保护燃料电池中，防止车辆的异常行为并预测电池电压的下降，来增强燃料电池的耐用性并且有效地管理高电压电池。附图说明从以下结合附图的详细描述中将更清楚地理解本公开的以上和其它目的、特征和优点，其中：图1和图2是根据本公开的实施例示出用于控制燃料电池车辆中的能量供应的系统的图示；以及图3和图4是根据本公开的实施例示出控制燃料电池车辆中的能量供应的方法的流程图。具体实施方式下面将参考附图描述根据本公开的优选实施例的用于控制燃料电池车辆中的能量供应的方法和系统。图1和图2是根据本公开的实施例示出用于控制燃料电池车辆中的能量供应的系统的图示。图3和图4是根据本公开的实施例示出控制燃料电池车辆中的能量供应的方法的流程图。参见图3和图4，根据本公开的实施例控制燃料电池车辆中的能量供应的方法包括：步骤(S430)，当最小电池电压除以平均电池电压而得到的电池电压比达到最小电池电压比时，将燃料电池的输出电流存储为预限制电流；监测电池电压比的步骤；步骤(S230)，当电池电压比达到危险电池电压比时，将燃料电池的限制输出电流设定为预限制电流；步骤(S270)，当电池电压比达到危险电池电压比时，将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子；以及步骤(S320)，当燃料电池的输出电流达到被设定为预限制电流的限制输出电流的预定范围时，按照燃料电池的输出电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制燃料电池车辆中的能量供应的方法，包括以下步骤：当通过将最小电池电压除以平均电池电压而得到的电池电压比达到最小电池电压比时，将此时的燃料电池的输出电流存储为预限制电流；监测所述电池电压比；当所述电池电压比达到危险电池电压比时，将燃料电池的限制输出电流设定为所述预限制电流；当所述电池电压比达到所述危险电池电压比时，将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子；以及当燃料电池的输出电流达到被设定为所述预限制电流的限制输出电流的预定范围内时，按照燃料电池的输出电流相对所述预限制电流的不足量，从所述第二高电压电池输出补充电流。

【技术特征摘要】
2017.01.09 KR 10-2017-00029761.一种控制燃料电池车辆中的能量供应的方法，包括以下步骤：当通过将最小电池电压除以平均电池电压而得到的电池电压比达到最小电池电压比时，将此时的燃料电池的输出电流存储为预限制电流；监测所述电池电压比；当所述电池电压比达到危险电池电压比时，将燃料电池的限制输出电流设定为所述预限制电流；当所述电池电压比达到所述危险电池电压比时，将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子；以及当燃料电池的输出电流达到被设定为所述预限制电流的限制输出电流的预定范围内时，按照燃料电池的输出电流相对所述预限制电流的不足量，从所述第二高电压电池输出补充电流。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最小电池电压比是当在燃料电池中生成输出时不生成反向电压的最小值。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述危险电池电压比大于所述最小电池电压比。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在将燃料电池的限制输出电流设定为所述预限制电流的步骤中，当所述电池电压比达到所述危险电池电压比，并且所述最小电池电压的下降变化率高于所述平均电池电压的下降变化率时，将燃料电池的限制输出电流设定为所述预限制电流。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：当车辆的点火钥匙关断或点火关闭时，串联连接所述第一高电压电池和第二高电压电池。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在将第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子的步骤中，当所述电池电压比达到所述危险电池电压比时，仅由燃料电池生成系统所需的输出，并且所述第一高电压电池和第二高电压电池被升压，使得它们的每个输出端处的电压达到燃料电池的输出端处的电压，然后所述第一高电压电池和第二高电压电池并联连接到主总线端子。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在从所述第二高电压电池输出补充电流的步骤之后，当系统所需的输出等于或小于基准值时，停止从所述第二高电压电池输出补充电流的步骤。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在将燃料电池的输出电流存储为所述预限制电流的步骤中，当在系统所需的输出等于或大于基准值的状态下，所述电池电压比达到所述最小电池电压比时，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伶斌，梁晟镐，沈宰暎，全康植，刘芝焕，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR