本发明专利技术涉及用于控制燃料电池的冷启动的系统和方法。所述系统包括：燃料电池，其配置为供应有燃料气体和氧化气体以产生电力；主总线端，其配置为将燃料电池的输出端电连接至高压电池、辅助装置或驱动装置以输出由燃料电池产生的电力；主继电器，其设置在燃料电池的输出端与高压电池、辅助装置或驱动装置之间的主总线端处，并且配置为电接通或切断主总线端；COD电阻器，其基于主继电器在燃料电池的输出端侧连接至主总线端；以及控制器，其配置为：在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器，并且控制COD电阻器消耗由燃料电池产生并供应至COD电阻器的电力。电池产生并供应至COD电阻器的电力。电池产生并供应至COD电阻器的电力。
【技术实现步骤摘要】
用于控制燃料电池的冷启动的系统和方法
[0001]本专利技术涉及用于在燃料电池的冷启动期间快速升高燃料电池的温度的技术。
技术介绍
[0002]燃料电池是将燃料氧化所产生的化学能直接转换为电能的电池，并且燃料电池是一种发电装置。从根本而言，燃料电池与化学电池相同之处在于，前者利用氧化和还原反应，但与化学电池的不同之处在于，不同于后者在封闭系统内进行电池反应，从外部连续地供应反应物并且从系统中连续地去除反应产物。近来，燃料电池发电系统已投入实际使用，由于燃料电池的反应产物是纯水，因此已积极进行将燃料电池发电系统用作环保车辆的能源的研究。
[0003]燃料电池系统包括燃料电池堆、空气供应装置和氢供应装置，燃料电池堆配置为通过化学反应产生电能；空气供应装置配置为将空气供应至燃料电池堆的空气电极；氢供应装置配置为将氢供应至燃料电池堆的氢电极。即，将含氧的空气供应至燃料电池堆的空气电极(阴极)，将氢供应至燃料电池堆的氢电极(阳极)。
[0004]当在冷却状态下启动燃料电池时，使用冷启动策略，其中引起燃料电池的自发热并使负载装置运行。通常，在燃料电池车辆中加热燃料电池的负载装置包括燃料电池车辆的辅助装置、高压电池和电阻器(阴极氧消耗(cathode oxygen depletion，COD)电阻器)。
[0005]具体地，在燃料电池的冷启动控制中，使燃料电池连接到高压电池的主总线端的主继电器接通，在驱动包括空气压缩机的辅助装置时对高压电池进行充电，并且同时从电阻器消耗电力。
[0006]在燃料电池的冷启动控制期间通过驱动空气压缩机来消耗电力。可能发生诸如以下的问题：由于使过量空气被增压至燃料电池堆中而导致耐久性变差，以及由于驱动空气压缩机而导致过度噪声产生。
[0007]应当理解，以上提供的对
技术介绍
的描述仅仅是为了促进对本专利技术背景的理解，而不应被视为承认
技术介绍
是本领域技术人员已知的。
技术实现思路
[0008]本专利技术提供了一种冷启动控制技术，用于在燃料电池的冷启动控制期间防止空气增压，同时确保用于对燃料电池升温的最大负载。
[0009]为了实现上述目的，根据本专利技术的用于控制燃料电池的冷启动的系统包括：燃料电池，其配置为供应有燃料气体和氧化气体以产生电力；主总线端，其配置为将燃料电池的输出端电连接至高压电池、辅助装置或驱动装置，以输出由燃料电池产生的电力；主继电器，其设置在燃料电池的输出端与高压电池、辅助装置或驱动装置之间的主总线端处，并且所述主继电器配置为电接通或切断主总线端；COD电阻器，其基于主继电器在燃料电池的输出端侧连接至主总线端；以及控制器，其配置为在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器，并且控制COD电阻器消耗由燃料电池产生并供应至COD电阻器
的电力。
[0010]所述COD电阻器可以配置为能够通过开关控制来主动控制电力消耗，并且所述控制器可以配置为控制COD电阻器使得燃料电池的输出电压保持在预设电压以下。
[0011]所述控制器可以配置为通过使高压电池放电将电力供应至辅助装置或驱动装置。
[0012]所述系统可以进一步包括监测单元，所述监测单元配置为监测高压电池的电量或能够输出的电力。所述控制器可以配置为：执行控制操作使得当由监测单元监测到的高压电池的电量等于或小于预设电量或者能够输出的电力等于或小于预设电力时，使主继电器接通。
[0013]所述控制器可以配置为：执行控制操作使得当燃料电池的输出电压等于或大于预设电压时，使主继电器接通，从而将由燃料电池产生的电力供应至高压电池、辅助装置或驱动装置。
[0014]所述控制器可以配置为：执行控制操作使得当由燃料电池产生的电力等于或大于COD电阻器的最大电力消耗时，使主继电器接通。
[0015]所述控制器可以配置为：执行控制操作使得当在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器所消耗的时间等于或长于预设时间时，基于燃料电池的热值与COD电阻器的热值之和使主继电器接通。
[0016]所述系统可以进一步包括确定单元，所述确定单元配置为基于进行循环以冷却燃料电池的冷却剂的温度或者供应到燃料电池或从燃料电池排出的空气的温度来确定冷启动条件。所述控制器可以配置为：当确定单元确定出冷启动条件满足时，在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器。
[0017]所述控制器可以配置为：在执行控制使得当确定单元确定出冷启动条件满足时并且当冷却剂的温度或空气的温度等于或高于预设温度时使主继电器接通的情况下，将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器以及高压电池、辅助装置或驱动装置。
[0018]用于实现上述目的的根据本专利技术的控制燃料电池的冷启动的方法可以包括：在主总线端的主继电器切断的状态下，供应由燃料电池产生的电力的步骤，所述主总线端将燃料电池的输出端电连接至高压电池、辅助装置或驱动装置；以及控制COD电阻器消耗由燃料电池产生的电力的步骤。
[0019]所述COD电阻器可以配置为能够通过开关控制来主动控制电力消耗，并且在控制COD电阻器的步骤，COD电阻器可以控制为使得燃料电池的输出电压保持在预设电压以下。
[0020]所述方法可以进一步包括在将电力供应至COD电阻器的步骤之后的如下步骤：使高压电池放电以将电力供应至辅助装置或驱动装置。
[0021]所述方法可以进一步包括如下的步骤：在将电力供应至辅助装置或驱动装置之前，监测高压电池的电量或能够输出的电力；以及执行控制使得当监测到的高压电池的电量等于或小于预设电量时或者当能够输出的电力等于或小于预设电力时，使主继电器接通。
[0022]所述方法可以进一步包括在控制COD电阻器的步骤之后的如下步骤：通过执行控制使得当燃料电池的输出电压等于或大于预设电压时使主继电器接通，将由燃料电池产生的电力供应至高压电池、辅助装置或驱动装置。
[0023]所述方法可以进一步包括在控制COD电阻器的步骤之后的如下步骤：执行控制使
得当由燃料电池产生的电力的总和等于或大于COD电阻器的最大电力消耗时或者当燃料电池的热值与COD电阻器的热值之和最大时，使主继电器接通。
[0024]所述方法可以进一步包括在将电力供应至COD电阻器的步骤之前的如下步骤：基于进行循环以冷却燃料电池的冷却剂的温度或者供应到燃料电池或从燃料电池排出的空气的温度来确定冷启动条件。在将电力供应至COD电阻器的步骤，当确定出冷启动条件满足时，可以在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器。
[0025]所述方法可以进一步包括在确定冷启动条件的步骤之后的如下步骤：在执行控制使得当确定出冷启动条件满足时并且当冷却剂的温度或空气的温度等于或高于预设温度时使主继电器接通的状态下，将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器以及高压电池、辅助装置或驱动装置。
[0026]利用根据本专利技术的用于控制燃料电池的冷启动的系统和方法，可以在冷启动期间快速增加燃料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制燃料电池的冷启动的系统，所述系统包括：燃料电池，其配置为供应有燃料气体和氧化气体以产生电力；主总线端，其配置为将燃料电池的输出端电连接至高压电池、辅助装置或驱动装置，以输出由燃料电池产生的电力；主继电器，其设置在燃料电池的输出端与高压电池、辅助装置或驱动装置之间的主总线端处，并且所述主继电器配置为电接通或切断主总线端；COD电阻器，其基于主继电器在燃料电池的输出端侧连接至主总线端；以及控制器，其配置为在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器，并且控制COD电阻器消耗由燃料电池产生并供应至COD电阻器的电力。2.根据权利要求1所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其中，所述COD电阻器配置为能够通过开关控制来主动控制电力消耗，所述控制器配置为控制COD电阻器使得燃料电池的输出电压保持在预设电压以下。3.根据权利要求1所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其中，所述控制器配置为通过使高压电池放电将电力供应至辅助装置或驱动装置。4.根据权利要求3所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其进一步包括：监测单元，其配置为监测高压电池的电量或能够输出的电力，其中，所述控制器配置为：执行控制操作使得当由监测单元监测到的高压电池的电量等于或小于预设电量或者能够输出的电力等于或小于预设电力时，使主继电器接通。5.根据权利要求1所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其中，所述控制器配置为：执行控制操作使得当燃料电池的输出电压等于或大于预设电压时，使主继电器接通，从而将由燃料电池产生的电力供应至高压电池、辅助装置或驱动装置。6.根据权利要求1所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其中，所述控制器配置为：执行控制操作使得当由燃料电池产生的电力等于或大于COD电阻器的最大电力消耗时，使主继电器接通。7.根据权利要求1所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其中，所述控制器配置为：执行控制操作使得当在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至COD电阻器所消耗的时间等于或长于预设时间时，基于燃料电池的热值与COD电阻器的热值之和使主继电器接通。8.根据权利要求1所述的控制燃料电池的冷启动的系统，其进一步包括：确定单元，其配置为基于进行循环以冷却燃料电池的冷却剂的温度或者供应到燃料电池或从燃料电池排出的空气的温度来确定冷启动条件，其中，所述控制器配置为：当确定单元确定出冷启动条件满足时，在主继电器切断的状态下将由燃料电池产生的电力供应至CO...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩在镐，金大钟，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：
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