一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法技术

本发明专利技术提供了一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，包括：当整车高压启动氢燃料电池堆时，若超级电容电量达到禁止充电阈值，则VCU发送氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令至FCU；FCU收到氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令后，发送氢燃料系统怠速0功率输出模式为有效且发送空气压缩电机工作设定功率至ACS；收到FCU指令后，制动空气压缩电机控制器ACS控制空气压缩电机按照空气压缩电机工作设定功率输出，所述空气压缩电机开始压缩空气至所述储气罐进行储存；从而实现在超级电容无法存储更多能量情况下，不用关闭电堆输出。本发明专利技术的有益效果是：在超级电容无法存储更多能量情况下，不用关闭电堆输出。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法
本专利技术涉及新能源汽车
，尤其涉及一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法。
技术介绍
随着氢燃料电池物流车的普及，市场上已经出现以氢燃料电池为主要能量来源的电动物流车，但由于国内氢燃料电池的产品特性，无法实现怠速情况下以0kw功率对系统外部输出，导致在辅助能源无法存储更多能量情况下，需要关闭电堆输出，而电堆高压下电至少需3min时间，等待重启时间太长，从而不仅导致整车动力性能大大降低，而且导致驾驶体验感极差。
技术实现思路
为了解决国内氢燃料电池的产品特性，无法实现电堆在怠速情况下以0kw功率对系统外部输出，导致在辅助能源无法存储更多能量情况下，需要关闭电堆输出，从而不仅导致整车动力性能大大降低，而且电堆高压下电至少需3min时间，等待时间较长，导致氢燃料电池物流车实用性大大降低的问题，本专利技术提供了一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，应用于氢能物流车中；所述氢能物流车包括：整车控制器VCU、氢燃料电池系统FCU、高压配电箱PDU、超级电容+双向DC、制动空气压缩电机控制器ACS和制动空气压缩电机；所述整车控制器VCU电性连接所述高压配电箱PDU，所述高压配电箱PDU分别电性连接所述氢燃料电池系统FCU、所述制动空气压缩电机控制器ACS和所述超级电容+双向DC，所述制动空气压缩电机控制器ACS电性连接所述制动空气压缩电机，所述制动空气压缩电机连接储气罐，且所述整车控制器VCU、所述氢燃料电池系统FCU、所述高压配电箱PDU、所述制动空气压缩电机控制器ACS和所述超级电容+双向DC分别连接CAN总线，通过CAN总线进行信息的发送和接收；所述一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，具体包括如下步骤：S101：当整车高压启动氢燃料电池堆时，若超级电容电量达到禁止充电阈值，则VCU发送氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令至FCU；S102：FCU收到氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令后，发送氢燃料系统怠速0功率输出模式为有效且发送空气压缩电机工作设定功率至ACS；S103：收到FCU指令后，制动空气压缩电机控制器ACS控制空气压缩电机按照空气压缩电机工作设定功率输出，所述空气压缩电机开始压缩空气至所述储气罐进行储存；从而实现在超级电容无法存储更多能量情况下，不用关闭电堆输出。进一步地，骤S101中，在超级电容电量≥90％时，判定为超级电容电量达到禁止充电阈值，保证电堆的能量最大化的存储至辅助能源，提高系统能量利用率。VCU在判断是否有必要进入氢燃料系统怠速0功率输出模式时，确保整车处于高压状态下，则VCU发送氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令至FCU；确保进入氢燃料系统怠速0功率输出模式的有效性，防止整车在氢燃料电池系统不工作的情况下误进入氢燃料系统怠速0功率输出模式。进一步地，步骤S102中，空气压缩电机工作设定功率＝(氢燃料电池电堆怠速净输出功率-其它高压用电器功率)×2；其中，氢燃料电池电堆怠速净输出功率由FCU采集获取，其它高压用电器功率由各电器采集获取，并将这些信息发到CAN总线上，FCU完成空气压缩电机工作设定功率计算和发送。进一步地，所述高压配电箱PDU中设置有空压继电器；制动空气压缩电机控制器ACS通过空压继电器连接至高压直流输入；当所述空压继电器触头吸合时，制动空气压缩电机控制器ACS通电；步骤S103中，收到FCU指令后，制动空气压缩电机控制器ACS判断空压继电器是否吸合且空气压缩电机控制器母线电压是否位于290V～450V之间；若是，则制动空气压缩电机控制器ACS进入高压准备状态；否则，制动空气压缩电机控制器ACS不进入高压准备状态。进一步地，制动空气压缩电机控制器有两种工作模式；分别为：模式一，制动空气压缩模式；模式二，氢燃料系统怠速0功率输出模式；当制动空气压缩电机控制器ACS进入高压准备状态后，若是制动气压小于0.7Mpa，则进入模式一，此时制动空气压缩电机控制器ACS启动空气压缩电机，按照制动空气压缩模式工作，压缩空气至制动储气罐；当制动气压达到0.9Mpa时，制动空气压缩电机控制器ACS开始计时，计时达到20S时，空气压缩电机停止工作；确保有足够的压缩空气，防止频繁启停空气压缩电机。进一步地，当制动空气压缩电机控制器进入高压准备状态后，若FCU发送氢燃料系统怠速0功率输出模式为有效且发送空气压缩电机工作设定功率，则进入模式二，此时制动空气压缩电机控制器ACS启动空气压缩电机，按照空气压缩电机工作设定功率工作，压缩空气至制动储气罐。进一步地，进入模式二后，若FCU发送氢燃料系统怠速0功率输出模式无效，则制动空气压缩电机控制器控制空气压缩电机停止工作，保证了随时可退出模式二状态，节省整车不必要的能量损耗。进一步地，进入模式二后，若FCU发送氢燃料系统怠速0功率输出模式有效状态一直持续，则制动空气压缩电机控制器ACS在进入模式二时开始计时3min，计时结束后判断储气罐气压是否大于0.8Mpa；若是，则控制空气压缩电机停止工作；否则，继续控制空气压缩电机工作至储气罐气压大于0.8Mpa；在控制空气压缩电机停止工作时，制动空气压缩电机控制器ACS开始计时3min，计时结束后若FCU发送氢燃料系统怠速0功率输出模式有效，则再次进入模式二。进一步地，储气罐内设置有气压传感器，储气罐的气路上设置有机械排气阀，在储气罐气压达到机械排气阀排气阈值时，可自动排去部分空气，提高了制动空气压缩电机可连续工作时间；其中，机械排气阀排气阈值大于0.95Mpa，为预设值。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术所提出的技术方案可以在超级电容无法存储更多能量情况下，不用关闭电堆输出。保证了整车动力性能的同时，大大提高了氢燃料电池物流车的实用性，使得以氢燃料电池为主要能量来源的氢燃料电池物流车得以更普遍的应用于物流车市场。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中氢燃料电池物流车高压架构和通信原理图；图2是本专利技术实施例中部分制动空气压缩系统气路原理图；图3是本专利技术实施例中一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法的流程图；图4是本专利技术实施例中制动空气压缩机部分高压配电原理图；图5是本专利技术实施例中物流车怠速控制策略详细流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术的实施例提供了一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，应用于氢能物流车中；请参阅图1，图1是本专利技术实施例中氢燃料电池物流车高压架构和通信原理图；所述氢能物流车包括：整车控制器VCU1、氢燃料电池系统FCU2、高压配电箱PDU4、超级电容+双向DC(SCMS)3、制动空气压缩电机控制器ACS5、制动空气压缩电机7和其它高压用电器6；整车控制器1，发送控制信息控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，应用于氢能物流车中；所述氢能物流车包括：整车控制器VCU、氢燃料电池系统FCU、高压配电箱PDU、超级电容+双向DC、制动空气压缩电机控制器ACS和制动空气压缩电机；/n所述整车控制器VCU电性连接所述高压配电箱PDU，所述高压配电箱PDU分别电性连接所述氢燃料电池系统FCU、所述制动空气压缩电机控制器ACS和所述超级电容+双向DC，所述制动空气压缩电机控制器ACS电性连接所述制动空气压缩电机，所述制动空气压缩电机连接储气罐，且所述整车控制器VCU、所述氢燃料电池系统FCU、所述高压配电箱PDU、所述制动空气压缩电机控制器ACS和所述超级电容+双向DC分别连接CAN总线，通过CAN总线进行信息的发送和接收；/n其特征在于，所述一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，具体包括如下步骤：/nS101：当整车高压启动氢燃料电池堆时，若超级电容电量达到禁止充电阈值，则VCU发送氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令至FCU；/nS102：FCU收到氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令后，发送氢燃料系统怠速0功率输出模式为有效且发送空气压缩电机工作设定功率至ACS；/nS103：收到FCU指令后，制动空气压缩电机控制器ACS控制空气压缩电机按照空气压缩电机工作设定功率输出，所述空气压缩电机开始压缩空气至所述储气罐进行储存；从而实现在超级电容无法存储更多能量情况下，不用关闭电堆输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，应用于氢能物流车中；所述氢能物流车包括：整车控制器VCU、氢燃料电池系统FCU、高压配电箱PDU、超级电容+双向DC、制动空气压缩电机控制器ACS和制动空气压缩电机；
所述整车控制器VCU电性连接所述高压配电箱PDU，所述高压配电箱PDU分别电性连接所述氢燃料电池系统FCU、所述制动空气压缩电机控制器ACS和所述超级电容+双向DC，所述制动空气压缩电机控制器ACS电性连接所述制动空气压缩电机，所述制动空气压缩电机连接储气罐，且所述整车控制器VCU、所述氢燃料电池系统FCU、所述高压配电箱PDU、所述制动空气压缩电机控制器ACS和所述超级电容+双向DC分别连接CAN总线，通过CAN总线进行信息的发送和接收；
其特征在于，所述一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，具体包括如下步骤：
S101：当整车高压启动氢燃料电池堆时，若超级电容电量达到禁止充电阈值，则VCU发送氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令至FCU；
S102：FCU收到氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令后，发送氢燃料系统怠速0功率输出模式为有效且发送空气压缩电机工作设定功率至ACS；
S103：收到FCU指令后，制动空气压缩电机控制器ACS控制空气压缩电机按照空气压缩电机工作设定功率输出，所述空气压缩电机开始压缩空气至所述储气罐进行储存；从而实现在超级电容无法存储更多能量情况下，不用关闭电堆输出。


2.如权利要求1所述的一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，其特征在于：骤S101中，在超级电容电量≥90％时，判定为超级电容电量达到禁止充电阈值，保证电堆的能量最大化的存储至辅助能源，提高系统能量利用率。
VCU在判断是否有必要进入氢燃料系统怠速0功率输出模式时，确保整车处于高压状态下，则VCU发送氢燃料电池系统怠速0功率输出模式启动指令至FCU；确保进入氢燃料系统怠速0功率输出模式的有效性，防止整车在氢燃料电池系统不工作的情况下误进入氢燃料系统怠速0功率输出模式。


3.如权利要求1所述的一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，其特征在于：步骤S102中，空气压缩电机工作设定功率＝(氢燃料电池电堆怠速净输出功率-其它高压用电器功率)×2；其中，氢燃料电池电堆怠速净输出功率由FCU采集获取，其它高压用电器功率由各电器采集获取，并将这些信息发到CAN总线上，FCU完成空气压缩电机工作设定功率计算和发送。


4.如权利要求1所述的一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法，其特征在于：所述高压配电箱PDU中设置有空压继电器；制动空气压缩电机控制器ACS通过空压继电器连接至高压直流输入；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：程飞，郝义国，陈华明，舒月洪，朱宁伟，
申请(专利权)人：武汉格罗夫氢能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42