燃料电池系统故障的处理方法技术方案

一种用于操作具有燃料电池堆的燃料电池系统的方法，包括检测将外部空气吹到第一散热器的第一冷却风扇的故障，打开第一阀使得经过燃料电池堆的第一冷却水流向燃料电池堆，将空调系统的鼓风机转速RPM控制到最大水平，根据第一散热器的冷却度和空调系统的冷却度控制第二阀的开度，和控制第一泵的转速将第一冷却水泵送到最大水平。水泵送到最大水平。水泵送到最大水平。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统故障的处理方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年7月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2021
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0089371号优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及一种燃料电池系统故障处理的技术。

技术介绍

[0004]燃料电池系统可通过使用燃料电池堆产生电能。例如，当氢作为燃料电池堆的燃料时，它可能是解决全球环境问题的一种措施，因此对燃料电池系统的研究和开发不断进行。燃料电池系统可包括：燃料电池堆，所述燃料电池堆产生电能；燃料供应装置，所述燃料供应装置向燃料电池堆供应燃料(氢)；空气供应装置，所述空气供应装置向燃料电池堆供应空气中的氧气，所述空气中的氧气是电化学反应必需的氧化剂；以及热管理系统(Thermal Management System，TMS)，所述热管理系统将燃料电池堆的反应热移至外部、控制燃料电池堆的运行温度并执行水管理功能。
[0005]热管理系统是一种冷却装置，该装置在燃料电池系统中循环防冻液，所述防冻液起到冷却水的作用，并使燃料电池堆保持在适当的温度(例如，60℃至70℃)，并且可以包括：TMS管线，所述冷却水在其中循环；蓄水池，其中储存冷却水；泵，所述泵使冷却水循环；以及离子过滤器，所述离子过滤器去除包含在冷却水中的离子；以及散热器，所述散热器将冷却水的热量排放到外部。此外，所述热管理系统可以包括：加热器，所加热器加热冷却水；以及空调系统(例如，用于加热的加热器)，所述空调系统通过使用冷却水，冷却和加热包含燃料电池系统的装置(例如，车辆)的内部。所述热管理系统可以保持车辆的电力电子部件(power electronic component)以及燃料电池堆的适当温度。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决现有技术中存在的上述问题，同时完好保持现有技术所取得的优点。
[0007]为了顺利地管理燃料电池系统的热量，必须将经过燃料电池堆的冷却水的温度调节到期望的温度，并且为了实现这一点，散热器必须将燃料电池堆中产生的热量散发到空气中。因此，散热器、冷却风扇和泵的设计被认为是燃料电池系统中的重要元素。例如，当冷却风扇禁用时，燃料电池堆过热。
[0008]虽然当燃料电池堆由于组件故障，如冷却风扇故障而过热时，特定车辆(例如，诸如叉车之类的工程机械)可能会关闭燃料电池堆的操作以保护高价的燃料电池堆，也必须确保燃料电池系统在特定时间段内的冷却程度，即使在组件发生故障的状态下，因为在特定时间段内可能必须要运行燃料电池堆用于紧急措施，例如将车辆疏散到安全地点。
[0009]本专利技术构思要解决的技术问题不限于上述问题，本公开所属领域的技术人员从以
下描述中将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
[0010]根据本公开的一方面，燃料电池系统包括：燃料电池堆；具有第一冷却水的第一冷却管线，所述第一冷却水经过所述燃料电池堆并在第一冷却管线中循环；第一散热器，所述第一散热器设置在所述第一冷却管线上并冷却所述第一冷却水；空调系统，所述空调系统设置在与所述第一冷却管线形成加热回路的第一连接管线上；第一冷却风扇，所述第一冷却风扇将外部空气吹到所述第一散热器；第一阀，所述第一阀将所述第一冷却水的流动路径切换到所述燃料电池堆或加热器；第二阀，所述第二阀将所述第一冷却水的流动路径切换到所述燃料电池堆或所述第一散热器；第一泵，所述第一泵设置在所述第一冷却管线上并泵送所述第一冷却水；和控制器，所述控制器连接到所述第一冷却风扇、所述第一阀、所述第二阀和所述第一泵，且所述控制器被配置为：检测所述第一冷却风扇的故障；打开所述第一阀使得所述第一冷却水流向所述燃料电池堆；将所述空调系统的鼓风机的转速RPM控制到最大水平；根据所述第一散热器的冷却度和所述空调系统的冷却度控制所述第二阀的开度；和控制所述第一泵的转速RPM到最大水平。
[0011]根据本公开的一方面，一种用于操作具有燃料电池堆的燃料电池系统的方法，包括：检测将外部空气吹到第一散热器的第一冷却风扇的故障；打开第一阀使得经过燃料电池堆的第一冷却水流向燃料电池堆；将空调系统的鼓风机的转速RPM控制到最大水平；根据所述第一散热器的冷程度和所述空调系统的冷程度控制第二阀的开度；和控制泵送第一冷却水的第一泵的转速RPM至最大水平。
附图说明
[0012]通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将更加明显：
[0013]图1示出根据各种实施例的燃料电池系统；
[0014]图2A和2B示出根据各种实施例的第一冷却水在其中流动的燃料电池系统；
[0015]图3示出根据各种实施例的燃料电池系统；
[0016]图4示出根据各种实施例的燃料电池系统；
[0017]图5A和5B示出根据各种实施例的第一管道和第二管道；
[0018]图6是根据各种实施例的燃料电池系统的功能框图；
[0019]图7示出根据第二阀的开度的冷却度；
[0020]图8示出根据各种实施例的空调系统的结构；
[0021]图9示出根据各种实施例的当检测到冷却风扇故障时的操作流程图；和
[0022]图10示出根据各种实施例的输出警报(warning alarm)的操作的流程图。
[0023]关于附图的描述，相同或相似的部件可以用相同或相似的附图标记表明。
具体实施方式
[0024]在下文中，将参照附图描述本公开的各种实施例。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对文中描述的各种实施例进行各种修改、等效和/或替代。
[0025]本公开的各种实施例和文中使用的术语不将本公开中描述的技术特征限制为特
定实施例，并且应当被解释为包括实施例的各种修改、等同物或替换。关于附图的描述，相似的部件可以由相似的附图标记表示。应当理解，与项目相对应的名词的单数形式可以包括一个或多个事物，除非相关上下文另有明确指示。如本文所用，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”的这类短语中的每一个可以包括在相应短语之一中一起列举的项目的所有可能组合。如本文所用，诸如“第一(1st)”和“第二(2nd)”或“第一(first)”和“第二(second)”之类的术语可以用来简单地将对应的组件与另一个区分开来，并不在其他方面(例如，重要性或次序)限制该组件。应当理解，如果元件(例如，第一元件)在有或没有术语“可操作地”或“通信地”的情况下被称为“耦合(coupled with)”或“连接于(connected with)”，则意味着该元件可以直接地(例如，通过有线)、无线地或经由第三元件与另一个元件耦合。
[0026]本公开的各个实施例中使用的术语“模块”可以包括以硬件、软件或固件方式配置的单元，并且例如可以与诸如逻辑、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，包括：燃料电池堆；具有第一冷却水的第一冷却管线，所述第一冷却水经过所述燃料电池堆并在所述第一冷却管线中循环；第一散热器，所述第一散热器设置在所述第一冷却管线上并配置为冷却所述第一冷却水；空调系统，所述空调系统设置在与所述第一冷却管线形成加热回路的第一连接管线上；第一冷却风扇，所述第一冷却风扇被配置为将外部空气吹到所述第一散热器；第一阀，所述第一阀被配置为将所述第一冷却水的流动路径切换到所述燃料电池堆或加热器；第二阀，所述第二阀被配置为将所述第一冷却水的流动路径切换到所述燃料电池堆或所述第一散热器；第一泵，所述第一泵设置在所述第一冷却管线上并被配置为泵送所述第一冷却水；和控制器，所述控制器连接到所述第一冷却风扇、所述第一阀、所述第二阀和所述第一泵，其中，所述控制器被配置为：检测所述第一冷却风扇的故障；打开所述第一阀使得所述第一冷却水流向所述燃料电池堆；将所述空调系统的鼓风机转速RPM控制到最大水平；根据所述第一散热器的冷却度和所述空调系统的冷却度控制所述第二阀的开度；和控制所述第一泵的转速RPM到最大水平。2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述控制器通过检测控制器局域网(CAN)通信的禁用状态、通过检测所述第一冷却水的温度在特定时间段内没有变化、或者通过检测所述第一冷却风扇的功耗在特定时间段内没有变化，来检测所述第一冷却风扇的故障。3.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述控制器还被配置为：控制温度门处于打开状态，使得所述空调系统中的冷却空气流向加热器芯。4.如权利要求3所述的燃料电池系统，其中，所述控制器被配置为：打开配置为冷却流向所述加热器芯的空气的空调。5.如权利要求3所述的燃料电池系统，还包括：冷凝器；其中所述控制器被配置为：关闭配置为冷却流向所述加热器芯的空气的空调。6.如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括：具有第二冷却水的第二冷却管线，所述第二冷却水经过电力电子部件并在所述第二冷却管线中循环；第二散热器，所述第二散热器设置在所述第二冷却管线上并被配置为冷却所述第二冷却水；和
第二泵，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔诚景，元钟普，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：