提供了控制燃料电池车辆的启动的装置和方法，该装置和方法包括图表，在该图表中记录针对燃料电池堆的出口处的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差。在燃料电池车辆的启动期间，基于图表调整空气供应开始时间点，以防止燃料电池堆的电池电压偏差和电池反向电压。在燃料电池车辆的启动期间，温度传感器测量燃料电池堆的冷却水温度，并且控制器基于燃料电池堆的冷却水温度调整空气供应开始时间点。水温度调整空气供应开始时间点。水温度调整空气供应开始时间点。
【技术实现步骤摘要】
控制燃料电池车辆的启动的装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月2日提交的韩国专利申请第10-2020-0066538号的优先权的权益，其全部内容通过引用结合于此。
[0003]本公开涉及防止燃料电池车辆启动(start-up)期间的电池反向电压以及电池电压偏差的技术。
技术介绍
[0004]通常，燃料电池车辆包括：燃料电池系统，具有燃料电池堆，燃料电池堆中堆叠有多个燃料电池；燃料供应系统，向燃料电池堆供应作为燃料的氢气等；空气供应系统，供应氧气，氧气是电化学反应所需的氧化剂；热管理系统，控制燃料电池堆的温度；电池管理系统，存储由燃料电池堆产生的能量的等。燃料供应系统对氢气罐内的压缩氢气进行解压，并且将解压的氢气供应至该堆的燃料电极(阳极)。此外，空气供应系统操作鼓风机以将吸入的外部空气供应至该堆的空气电极(阴极)。
[0005]当氢气被供应至燃料电池堆的燃料电极时并且当氧气被提供给燃料电池堆的空气电极时，通过催化反应氢离子与燃料电极分离。分离的氢离子通过电解质膜转移至作为空气电极的氧化电极，并且与燃料电极分离的氢离子、电子和氧气一起在氧化电极处发生电化学反应，从而获得电能。具体地，在燃料电极处发生与氢气的电化学氧化，并且在空气电极处发生与氧气的电化学还原。由于此时产生的电子的移动，电和热产生。此外，通过氢和氧彼此耦合的化学反应，产生水蒸气或水。
[0006]设置排出设备，以排出不与副产物(诸如，水蒸气、水和在产生燃料电池堆的电能的过程中产生的热)反应的氢、氧等。诸如水蒸气、氢和氧的气体通过排放通道释放到大气中。用于驱动燃料电池的诸如鼓风机、氢循环风机、水泵等的组件，连接到主总线终端，以促进燃料电池的启动。用于促进电力切断和连接的各种继电器以及防止反向电流流到燃料电池的二极管可连接到主总线端终端。
[0007]经由鼓风机提供的干燥空气通过加湿器来加湿，并且然后被提供至燃料电池堆的阴极。此外，阴极的废气可用于通过在被内部产生的水加湿的状态下传送到加湿器，来对要被供应至阴极的干空气进行加湿。在不考虑启动期间的外部空气的温度的情况下，这种控制燃料电池车辆的启动的传统技术几乎同时(例如，约0.5秒差)将氢气和空气(氧气)供应至燃料电池堆。因此，在低温启动期间，引起燃料电池堆的电池电压变化。
[0008]此外，用于控制燃料电池车辆的启动的传统技术的问题在于，在由于空气截止阀(ACV)表现不良使得空气被引入到阴极中的状态下，在低温启动期间引起燃料电池堆的电池反向电压(例如，约-0.8V)。作为参考，由于先前引入阴极的空气，产生水。由此产生的水在处于低温的阳极侧的反应区域处冻结，从而引起临时性氢不足，产生电池反向电压。
[0009]在该
技术介绍
部分中描述的各项被公开以增强对本专利技术的
技术介绍
的理解，并且
可包括除了本技术所属领域的普通技术人员所已知的现有技术以外的各项。
技术实现思路
[0010]本公开提供了用于控制燃料电池车辆的启动的装置和方法，该装置和方法具有图表，在该图表中记录针对燃料电池堆的出口处的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差，并且在燃料电池车辆的启动期间基于该图表来调整空气供应开始时间点，以防止燃料电池堆的电池反向电压以及电池电压偏差。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题不局限于前述问题，并且本公开所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解在本文中未提及的任何其他技术问题。
[0012]根据本公开的一方面，用于控制燃料电池车辆的启动的装置可包括：温度传感器，被配置为测量燃料电池堆的冷却水温度；以及控制器，被配置为在燃料电池车辆的启动期间基于燃料电池堆的冷却水温度调整空气供应开始时间点。在一个实现方式中，温度传感器可被配置为测量燃料电池堆的出口处的冷却水温度。
[0013]在一个实现方式中，装置可进一步包括被配置以存储图表的存储装置，在图表中可以记录针对燃料电池堆的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差。就此而言，图表可包括当空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中时应用的第一图表、和当空气被引入到燃料电池堆的阴极中时应用的第二图表。
[0014]此外，控制器可被配置为响应于确定空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中而基于第一图表来调整空气供应开始时间点，以及响应于确定空气被引入到燃料电池堆的阴极中而基于第二图表来调整空气供应开始时间点。控制器可被配置为在供应至燃料电池堆的氢气的压力达到目标压力之后的参考时间之后的时间点，当燃料电池堆的开路电压(OCV)小于参考电压时，确定空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中，并且当燃料电池堆的OCV等于或大于参考电压时，确定空气被引入到燃料电池堆的阴极中。
[0015]根据本公开的另一方面，用于控制燃料电池车辆的启动的方法可包括：开始燃料电池车辆的启动序列；获得燃料电池堆的冷却水温度；以及基于获得的冷却水温度调整空气供应启动时间点。就此而言，冷却水温度可以是燃料电池堆的出口处的冷却水温度。
[0016]在一个实现方式中，方法可进一步包括存储图表，其中在图表中记录针对燃料电池堆的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差。就此而言，图表可包括：当空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中时应用的第一图表、和当空气被引入到燃料电池堆的阴极中时应用的第二图表。此外，调整空气供应开始时间点可包括：确定空气是否被引入到燃料电池堆的阴极中；当空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中时，基于第一图表来调整空气供应开始时间点；以及当空气被引入到燃料电池堆的阴极中时，基于第二图表来调整空气供应开始时间点。
[0017]确定空气是否被引入到燃料电池堆的阴极可包括：在供应至燃料电池堆的氢气的压力达到目标压力之后的参考时间之后的时间点，检测燃料电池堆的开路电压(OCV)，当燃料电池堆的OCV小于参考电压时；确定空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中；以及当燃料电池堆的OCV等于或大于参考电压时，确定空气被引入到燃料电池堆的阴极中。
[0018]根据本公开的另一方面，用于控制燃料电池车辆的启动的装置可包括：存储装置，被配置为存储第一图表和第二图表，其中，在第一图表和第二图表中记录针对燃料电池堆
的出口处的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差；温度传感器，被配置为测量燃料电池堆的出口处的冷却水温度；以及控制器，被配置为在燃料电池车辆的启动期间，当空气未被引入到燃料电池堆的阴极中时，基于第一图表来调整空气供应开始时间点；并且当空气被引入到燃料电池堆的阴极中时，基于第二图表来调整空气供应开始时间点。
[0019]在一个实现方式中，其中，控制器可被配置为在供应至燃料电池堆的氢气的压力达到目标压力之后的参考时间之后的时间点，响应于确定燃料电池堆的开路电压(OCV)小于参考电压，确定空气没有被引入到燃料电池堆的阴极中；并且响应于确定燃料电池堆的OCV等于或大于参考电压，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制燃料电池车辆的启动的装置，所述装置包括：温度传感器，被配置为测量燃料电池堆的冷却水温度；以及控制器，被配置为在所述燃料电池车辆的启动期间基于所述燃料电池堆的所述冷却水温度来调整空气供应开始时间点。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述温度传感器被配置为测量所述燃料电池堆的出口处的冷却水温度。3.根据权利要求1所述的装置，还包括：存储装置，被配置为存储图表，其中，在所述图表中记录针对所述燃料电池堆的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与所述空气供应开始时间点之间的时间差。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述图表包括：当空气未被引入到所述燃料电池堆的阴极时应用的第一图表；以及当所述空气被引入到所述燃料电池堆的阴极时应用的第二图表。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器被配置为：响应于确定所述空气未被引入到所述燃料电池堆的阴极中，基于所述第一图表来调整所述空气供应开始时间点；并且响应于确定所述空气被引入到所述燃料电池堆的阴极中，基于所述第二图表来调整所述空气供应开始时间点。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述控制器被配置为：在供应至所述燃料电池堆的氢气的压力达到目标压力之后的参考时间后的时间点，当所述燃料电池堆的开路电压小于参考电压时，确定所述空气未被引入到所述燃料电池堆的阴极中；并且当所述燃料电池堆的开路电压等于或大于所述参考电压时，确定所述空气被引入到所述燃料电池堆的阴极中。7.一种控制燃料电池车辆的启动的方法，所述方法包括：由处理器，发起所述燃料电池车辆的启动序列；由所述处理器，获得燃料电池堆的冷却水温度；以及由所述处理器，基于获得的所述冷却水温度来调整空气供应开始时间点。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述冷却水温度是所述燃料电池堆的出口处的冷却水温度。9.根据权利要求7所述的方法，还包括：由所述处理器存储图表，其中，在所述图表中记录针对所述燃料电池堆的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与所述空气供应开始时间点之间的时间差。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述图表包括：当空气未被引入到所述燃料电池堆的阴极时应用的第一图表；以及当所述空气被引入到所述燃料电池堆...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁晟镐，
申请(专利权)人：起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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