燃料电池车辆及其控制方法技术

本申请涉及一种燃料电池车辆，包括：控制器，所述控制器被构造为确定燃料电池车辆处于低功率状态事件；以及基于确定燃料电池车辆处于低功率状态事件，在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。本申请还涉及一种燃料电池车辆的控制方法。根据本申请的燃料电池车辆能够维持车辆的需求功率大于燃料电池的最小输出功率，避免燃料电池出现高电位，从而延长燃料电池的寿命。从而延长燃料电池的寿命。从而延长燃料电池的寿命。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车辆及其控制方法


[0001]本申请涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池车辆及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着全球环境污染的加重及石油储存量的下降，电动汽车逐步走进人们的生活当中。最近几年，电动汽车技术已经取得飞速发展，但从市场反馈来看，续驶里程短及充电时间长已经成为限制电动汽车推广的主要瓶颈，因此，燃料电池汽车应运而生。
[0003]燃料电池汽车主要以H2为主要能源，配备镍氢电池或超级电容为辅助能源。车辆行驶过程中，燃料电池系统中H2与O2发生化学反应，产生的电能供给动力电机，实现整车驱动，镍氢电池或超级电容在行车过程中主要起功率补偿及能量回收的作用。在整个行驶循环中，车辆只会生成H2O，避免了对环境造成污染。
[0004]质子交换膜燃料电池(PEMFC)，也叫聚电解质燃料电池(PEFC)，是一种将还原剂与氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。燃料电池在使用时，通常都需要一套相应的辅助系统。燃料电池本体(又称电堆)与其相应的辅助系统共同组成燃料电池系统。燃料电池系统除了燃料电池本体外，还包括氢气系统、空气系统、冷却系统、功率输出系统、热管理系统、电压检测系统等附件系统。其中，氢气系统是为电堆提供氢气，并根据运行工况调节进入电堆的氢气压力和流量等；空气系统是为电堆提供适量的氧化剂(空气或氧气)，并根据工况调节进入电堆的氧化剂的压力和流量等；冷却系统能够使电堆温度保持合适水平，进而保证电堆的稳定可靠工作；功率输出系统则是通过DCDC来调节电堆的输出电压、电流的大小和变化速率；电压检测系统则通过电压检测器来监视燃料电池电堆每一个单片电压，作为功率输出系统调节的指导。
[0005]燃料电池单电池电压过高，高于一定值会影响电堆的寿命。而燃料电池在启动、停机以及连续低载和怠速工况下，燃料电池处于高电位状态，电堆平均电压较高(＞0.95V)，造成燃料电池膜穿孔、质子交换能力下降和催化剂活性降低等后果，对电堆的性能及耐久性有比较大的损害。快速降低燃料电池电堆电压将有效的延长电堆寿命。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种燃料电池车辆及其控制方法，维持车辆的需求功率大于燃料电池的最小输出功率，避免燃料电池出现高电位，从而延长燃料电池的寿命。
[0007]本申请的一方面，公开了一种燃料电池车辆，包括：
[0008]控制器，所述控制器被构造为：
[0009]确定燃料电池车辆处于低功率状态事件；以及
[0010]基于确定燃料电池车辆处于低功率状态事件，
[0011]在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和
[0012]在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。
[0013]在一个优选例中，将所述车辆附件置于接通状态而消耗能量。
[0014]在一个优选例中，所述车辆附件被构造成接收在所述低功率状态事件期间放电的电流的至少一部分。
[0015]在一个优选例中，所述车辆附件包括电池温度控制系统、座舱温度控制系统和发动机温度控制系统中的至少一个。
[0016]在一个优选例中，所述燃料电池车辆还包括：电压检测系统，所述电压检测系统构造为监测电堆每一个单片电压。
[0017]在一个优选例中，所述控制器构造为响应于所述电压检测系统监测到的电堆每一个单片电压，来确定所述燃料电池车辆是否处于低功率状态事件。
[0018]本申请的另一方面，还公开了一种燃料电池车辆的控制方法，包括：
[0019]由与电堆通信连接的控制器确定所述燃料电池车辆正处于低功率状态事件；和
[0020]基于确定所述燃料电池车辆正处于低功率状态事件：
[0021]在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和
[0022]在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。
[0023]在一个优选例中，还包括：由所述车辆附件接收在所述低功率状态事件期间所释放的电流的至少一部分。
[0024]在一个优选例中，还包括：通过所述动力电池和所述车辆附件从所述电堆接收电能。
[0025]在一个优选例中，通过接通至少一个车辆附件来消耗能量，所述车辆附件选自以下一个或其组合：接通电池温度控制系统、座舱温度控制系统、发动机温度控制系统。
[0026]本申请至少有以下技术效果：
[0027]1.避免出现因怠速而产生的燃料电池高电位、膜含水量的下降、膜穿孔、质子交换能力下降和催化剂活性降低等情况，从而有效提高燃料电池使用寿命。
附图说明
[0028]图1是根据本申请第一实施方式的示意图。
具体实施方式
[0029]本申请专利技术人经过广泛而深入的研究，提出一种新型的燃料电池车辆及其控制方法，该车辆及其控制方法避免燃料电池出现高电位，从而延长燃料电池的寿命。
[0030]以下是与用于对燃料电池车辆及其控制方法有关的各种概念以及其实现的更详细的描述。以上介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以以任何数量的方式实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。提供特定实施方式和应用的示例主要用于说明目的。
[0031]术语
[0032]如本文所用，“燃料电池车辆”、“车辆”可互换使用，均指代本申请的燃料电池车辆。
[0033]部分概念的说明：
[0034]怠速
[0035]怠速是指发动机在无负荷的情况下运转，只需克服自身内部机件的摩擦阻力，不
对外输出功率。怠速工况是指发动机无负载运转状态。怠速可分为正常怠速与行车怠速。正常怠速是指车辆处于驻车状态启动发动机，发动机稳定运转的最低转速称为驻车怠速(发动机由冷车怠速状态向发动机达到正常工作温度的怠速状态转变的过程称为暖车或热车)。行车怠速是指汽车挂档过程中，不踩油门踏板或行驶中把油门踏板松开，保持节气门的最小开度，此时发动机转速和驻车怠速一致的状态，称其为行车怠速。
[0036]下面概要说明本申请实施方式的部分创新点：
[0037]燃料电池车辆包括以下几个系统：燃料电池系统、动力电池系统、整车控制器(VCU)、DC/DC系统、集成控制器、驱动电机和负载。其中，燃料电池系统包括燃料电池和燃料电池控制器(FCU)。动力电池系统包括动力电池和动力电池控制器。DC/DC系统包括DC/DC和DC/DC控制器。燃料电池依次通过DC/DC和集成控制器将电能输出给驱动电机，驱动电机通过主减速器/差速器驱动车轮转动以实现车辆行驶，动力电池也通过集成控制器将电能输出给驱动电机。燃料电池和动力电池相当于并联设置，两者中的其中一个或者同时两个均能够为驱动电机提供电能。DC/DC对燃料电池进行升降压控制，限制燃料电池的输出功率，使燃料电池经DC/DC后的电压平台和整车的电压平台保持一致。在一些实施例中，负载包括推进车辆、操作HVAC压缩机、风扇、泵、动力转向泵、电照明、行车制动空气压缩机等所需的功率。
[0038]集成控制器、整车控制器、DC/D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池车辆，其特征在于，包括：控制器，所述控制器被构造为：确定燃料电池车辆处于低功率状态事件；以及基于确定燃料电池车辆处于低功率状态事件，在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。2.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，将所述车辆附件置于接通状态而消耗能量。3.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，所述车辆附件被构造成接收在所述低功率状态事件期间放电的电流的至少一部分。4.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，所述车辆附件包括电池温度控制系统、座舱温度控制系统和发动机温度控制系统中的至少一个。5.一种燃料电池车辆的控制方法，其特征在于，包括：由与电堆通信连接的控制器确定所述燃料电池车辆正处于低功率状态事件；和基于确...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，刘锦鹏，
申请(专利权)人：江苏清能新能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：