燃料电池车辆的驾驶控制设备及驾驶控制方法技术

本申请提供了一种燃料电池车辆的驾驶控制设备及驾驶控制方法。该设备包括：燃料电池堆，利用氢气和氧气之间的化学反应来发电；以及压力传感器，测量供应到燃料电池堆的氢气的压力。当燃料电池堆中发生电流限制时，控制器判断发生电流限制的原因是由于燃料电池堆的故障还是由于压力传感器的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车辆的驾驶控制设备及驾驶控制方法相关申请的交叉引用本申请要求于2019年9月19日提交的申请号为10-2019-0115426的韩国专利申请的优先权权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种控制燃料电池车辆的驾驶的技术，并且更具体地，涉及一种当在行驶中发生电流限制时的燃料电池车辆的驾驶控制方法。
技术介绍
燃料电池是一种发电装置，通过在电池堆中进行电化学反应来将燃料的化学能转换为电能，而不是通过燃烧来将化学能转换为热量，燃料电池不仅可以用于为工业、家庭和车辆驱动供应电力，还可以用于为小型电气/电子产品，特别是便携式装置供应电力。当前，作为用于驱动燃料电池车辆的电力供应源，燃料电池中具有最高功率密度的聚合物电解质膜燃料电池(polymerelectrolytemembranefuelcell，PEMFC)被积极地研究。由于工作温度低，因此PEMFC具有快速的启动时间和快速的功率转换反应时间。PEMFC包括：膜电极组件(membraneelectrodeassembly，MEA)，在氢离子移动的固体聚合物电解质膜的两侧附接发生电化学反应的催化剂电极层；气体扩散层(gasdiffusionlayer，GDL)，均匀地分布反应气体并传递产生的电能；垫圈和紧固构件，用于保持反应气体和冷却水的气密性和适当的紧固压力；以及分离板(bipolarplate)，用于使反应气体和冷却水移动。当利用这种单元电池配置来组装燃料电池堆时，作为主要组件的MEA和GDL的组合设置在电池的最内侧。MEA具有涂覆有催化剂的催化剂电极层，使得氢气和氧气能够在PEMFC的两侧即阳极(anode)和阴极(cathode)发生反应，并且GDL和垫圈等堆叠在阳极和阴极所位于的外侧。在GDL的外侧设置分离板(separationplate)，分离板中形成供应反应气体(例如，作为燃料的氢气和作为氧化剂的氧气或空气)和冷却水通过的流路(flowfield)。将具有这种配置的单元电池堆叠多个后将集电板、绝缘板和用于支撑堆叠的电池的端板联接到最外侧。并且，通过在端板之间重复堆叠和紧固单元电池来形成燃料电池堆。为了在实际车辆中获得所需的电势，将单元电池堆叠到所需的电势，并通过堆叠单元电池来获得电池堆。一个单元电池中产生的电势为约1.3V，将多个单元电池串联堆叠以产生驱动车辆所需的电力。同时，燃料电池车辆包括用于测量供应到电池堆的氢气的压力的压力传感器。由于压力传感器随着时间会存在测量误差，因此燃料电池车辆每行驶特定里程就会补偿压力传感器的测量误差。然而，在燃料电池车辆停放很长时间时即使压力传感器存在测量误差，由于行驶里程不足而没有对压力传感器的测量误差进行补偿，因此燃料电池的控制器基于不准确的氢气压力值来控制燃料电池车辆。特别地，供应到燃料电池车辆的电池堆的氢气不足，从而可能降低电池堆的耐久性。
技术介绍
部分中描述的内容旨在促进对本公开的背景的理解，并且可以包括本领域的普通技术人员未知的内容。
技术实现思路
本公开提供一种燃料电池车辆的驾驶控制设备及驾驶控制方法，当燃料电池车辆行驶中发生电流限制时确定其原因，当原因是由于燃料电池堆的故障时打开警告灯以引导车辆移动到维修中心，并且当原因是由于用于测量供应到燃料电池堆的氢气的压力的传感器(下文中称为压力传感器)的测量误差时补偿测量误差，从而防止燃料电池堆的耐久性降低。本专利技术构思要解决的技术问题不限于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员将从下面的描述中清楚地理解本文中未提及的任何其它技术问题。根据本公开的一方面，一种燃料电池车辆的驾驶控制设备可以包括：燃料电池堆，被配置为利用氢气和氧气之间的化学反应来发电；压力传感器，被配置为测量供应到燃料电池堆的氢气的压力；以及控制器，被配置为当燃料电池堆中发生电流限制时，判断发生电流限制的原因是由于燃料电池堆的故障还是由于压力传感器的测量误差。控制器可以被配置为通过监测燃料电池堆的每个电池来计算最小电池电压和电池电压比。控制器可以被配置为当最小电池电压小于第一参考值、电池电压比小于第二参考值并且从补偿压力传感器的测量误差的时间点开始到发生电流限制的时间点未超过参考时间时，判断燃料电池堆中发生故障。特别地，控制器可以被配置为当判断燃料电池堆中发生故障时打开警告灯。此外，控制器可以被配置为当最小电池电压小于第一参考值、电池电压比小于第二参考值并且从补偿压力传感器的测量误差的时间点开始到发生电流限制的时间点超过参考时间时，执行基于参考电荷量的氢气净化。控制器可以被配置为当执行基于参考电荷量的氢气净化时，将氢气供应压力增加到阈值。此外，控制器可以被配置为当即使在执行基于参考电荷量的氢气净化之后仍未解决电流限制时，判断燃料电池堆中发生故障。控制器可以被配置为当在执行基于参考电荷量的氢气净化之后解决了电流限制时，判断压力传感器中存在测量误差。此外，控制器可以被配置为基于在将燃料管线净化阀(FPV)和燃料管线排水阀(FDV)都打开之后由压力传感器测量的压力值与参考压力之间的差，来补偿压力传感器的测量误差。根据本公开的一方面，一种燃料电池车辆的驾驶控制方法可以包括：计算燃料电池堆的最小电池电压和电池电压比；检测燃料电池堆的电流限制；以及基于所计算的最小电池电压和电池电压比，判断发生电流限制的原因是由于燃料电池堆的故障还是由于用于测量供应到燃料电池堆的氢气的压力的压力传感器的测量误差。该判断可以包括当最小电池电压小于第一参考值、电池电压比小于第二参考值并且从补偿压力传感器的测量误差的时间点开始到发生电流限制的时间点未超过参考时间时，判断燃料电池堆中发生故障。特别地，判断燃料电池堆中发生故障可以包括打开警告灯。该判断可以包括当最小电池电压小于第一参考值、电池电压比小于第二参考值并且从补偿压力传感器的测量误差的时间点开始到发生电流限制的时间点超过参考时间时，判断压力传感器中存在测量误差。此外，判断压力传感器中存在测量误差可以包括：执行基于参考电荷量的氢气净化；当即使在执行基于参考电荷量的氢气净化之后仍未解决电流限制时，判断燃料电池堆中发生故障；以及当在执行基于参考电荷量的氢气净化之后解决了电流限制时，判断压力传感器中存在测量误差。执行基于参考电荷量的氢气净化可以包括将氢气供应压力增加到阈值。判断压力传感器中存在测量误差可以包括将燃料管线净化阀(FPV)和燃料管线排水阀(FDV)都打开；以及基于在FPV和FDV都打开的状态下由压力传感器测量的压力值与参考压力之间的差来补偿压力传感器的测量误差。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其它目的、特征和优点将变得更加显而易见：图1是示出应用本公开的示例性实施例的燃料电池车辆的氢气供应系统的视图；图2是示出根据本公开的示例性实施例的燃料电池车辆的驾驶控制设备的视图；图3是根据本公开的示例性实施例的燃料电池车辆的驾驶控制设备的性能分析图；图4是示出根据本公开的示例性实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池车辆的驾驶控制设备，包括：/n燃料电池堆，利用氢气和氧气之间的化学反应来发电；/n压力传感器，测量供应到所述燃料电池堆的氢气的压力；以及/n控制器，当所述燃料电池堆中发生电流限制时，判断发生所述电流限制的原因是由于所述燃料电池堆的故障还是由于所述压力传感器的测量误差。/n

【技术特征摘要】
20190919 KR 10-2019-01154261.一种燃料电池车辆的驾驶控制设备，包括：
燃料电池堆，利用氢气和氧气之间的化学反应来发电；
压力传感器，测量供应到所述燃料电池堆的氢气的压力；以及
控制器，当所述燃料电池堆中发生电流限制时，判断发生所述电流限制的原因是由于所述燃料电池堆的故障还是由于所述压力传感器的测量误差。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，
所述控制器被配置为通过监测所述燃料电池堆的每个电池来计算最小电池电压和电池电压比。


3.根据权利要求2所述的设备，其中，
所述控制器被配置为当所述最小电池电压小于第一参考值、所述电池电压比小于第二参考值并且从补偿所述压力传感器的测量误差的时间点开始到发生所述电流限制的时间点未超过参考时间时，判断所述燃料电池堆中发生所述故障。


4.根据权利要求3所述的设备，其中，
所述控制器被配置为当判断所述燃料电池堆中发生所述故障时打开警告灯。


5.根据权利要求2所述的设备，其中，
所述控制器被配置为当所述最小电池电压小于第一参考值、所述电池电压比小于第二参考值并且从补偿所述压力传感器的测量误差的时间点开始到发生所述电流限制的时间点超过参考时间时，执行基于参考电荷量的氢气净化。


6.根据权利要求5所述的设备，其中，
所述控制器被配置为当执行基于所述参考电荷量的所述氢气净化时，将氢气供应压力增加到阈值。


7.根据权利要求5所述的设备，其中，
所述控制器被配置为当即使在执行基于所述参考电荷量的所述氢气净化之后仍未解决所述电流限制时，判断所述燃料电池堆中发生所述故障。


8.根据权利要求5所述的设备，其中，
所述控制器被配置为当在执行基于所述参考电荷量的所述氢气净化之后解决了所述电流限制时，判断所述压力传感器中存在所述测量误差。


9.根据权利要求8所述的设备，其中，
所述控制器被配置为基于在将燃料管线净化阀即FPV和燃料管线排水阀即FDV都打开之后由所述压力传感器测量的压力值与参考压力之间的差，来补偿所述压力传感器的所述测量误差。


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【专利技术属性】
技术研发人员：金炫熙，芮昌焕，
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