【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及控制燃料电池系统中的介质的压力。在特定方面中，本公开涉及控制车辆中的燃料电池系统中的氢气压力。本公开可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管可以关于特定车辆描述本公开，但是本公开不限于任何特定车辆。
技术介绍
1、燃料电池系统使用不同的介质流(诸如氢气子系统的氢气、空气子系统的空气和冷却剂子系统的冷却剂)来操作。氢气子系统向燃料电池系统的燃料电池堆的阳极提供氢气，并且被控制以调整燃料电池堆中的氢气的压力和流量。空气子系统向燃料电池堆的阴极提供空气或氧气，并且被控制以调整燃料电池堆中的空气的压力和流量。并且冷却子系统操作以将燃料电池系统的温度维持在适当水平。
2、操作例如车辆中的燃料电池系统的总体目标是避免三种介质之间出现大的压力差。事实上，高交叉压力(诸如燃料电池系统内部的电池堆中的氢气、空气和冷却剂压力中的相对压力差)可能导致燃料电池堆的双极板中产生应力，这可能导致双极板中出现裂纹或其他损坏，进而可能导致燃料电池系统的突发故障。燃料电池系统关闭时、特别是在突发的、非计划的且因此控制程度较低的关闭时可能会出现压力峰值。除了与燃料电池系统关闭相关联的其他问题(诸如燃料电池系统的耐用性和寿命对其经历的关闭次数的依赖性)之外，氢气、空气和冷却剂介质中的压力变化也成问题。具体地，如果燃料电池系统以非常快的方式关闭，则燃料电池堆的阳极侧上的压力可能保持较高，因此导致高交叉压力，这可能导致燃料电池系统中发生故障。
3、因此，需要解决控制和调整在燃料电池系统中使用的各种介质的压力的挑战。<...
【技术保护点】
1.一种控制包括用于产生电力并包括阳极侧和阴极侧的燃料电池堆的燃料电池系统的操作的方法(300)，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其包括响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度：
3.根据权利要求1所述的方法，其包括响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度和排放阀(59)的开度：
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述交叉压力阈值是基于所述燃料电池系统的健康状态SoH和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述交叉压力阈值用于定义压力通道的压力上限值和压力下限值。
6.根据权利要求5所述的方法，其还包括通过使所述阳极抽取阀部分打开以使所述阳极侧处的所述第一压力保持低于所述压力通道的所述压力上限值并高于所述压力通道的所述压力下限值来控制所述阳极抽取阀的所述开度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述压力上限
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述压力下限值包括针对从所述阳极侧处的所述第一压力、所述阴极侧处的所述第二压力和所述冷却剂子系统处的所述第三压力中选择的最高压力的最大允许交叉压力。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中所述第二交叉压力阈值是基于所述交叉压力阈值来确定的。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中在检测到所述关闭之前，所述燃料电池系统被控制以使所述阳极侧处的所述第一压力保持在所述压力通道内，使所述阴极侧处的所述第二压力保持在所述压力通道内，并使所述冷却剂子系统处的所述第三压力保持在所述压力通道内。
11.根据权利要求1所述的方法，其包括当所述压力传感器数据不可用时，基于在检测到所述紧急关闭时所述燃料电池系统操作的所述功率水平来控制所述阳极抽取阀的所述开度，所述控制包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述阈值功率水平是基于所述燃料电池系统的健康状态SoH和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
13.根据权利要求1所述的方法，其还包括当所述压力传感器数据不可用时，基于在检测到所述紧急关闭时所述燃料电池系统操作的所述功率水平来控制所述阳极抽取阀的所述开度和排放阀的开度，所述控制包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一阈值功率水平和所述第二阈值功率水平是基于所述燃料电池系统的健康状态SoH和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
15.一种车辆(10)中的燃料电池系统(20)，所述燃料电池系统(20)包括：
16.根据权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述控制系统的所述处理器被配置为响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度：
17.根据权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述控制系统的所述处理器被配置为响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度和排放阀的开度：
18.根据权利要求16或17所述的燃料电池系统，其中所述交叉压力阈值是基于所述燃料电池系统的健康状态SoH和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的燃料电池系统，其中所述交叉压力阈值用于定义压力通道的压力上限值和压力下限值。
20.根据权利要求19所述的燃料电池系统，其中所述控制系统的所述处理器还被配置为通过使所述阳极抽取阀至少部分打开以使所述阳极侧处的压力保持低于所述压力通道的所述压力上限值并高于所述压力通道的所述压力下限值来控制所述阳极抽取阀的所述开度。
21.根据权利要求19或20所述的燃料电池系统，其中所述压力上限值包括针对从所述阳极侧处的所述第一压力、所述阴极侧处的所述第二压力和所述冷却剂子系统处的所述第三压力中选择的最低压力的最大允许交叉压力。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的燃料电池系统，其中所述压力下限值包括针对从所述阳极侧处的所述第一压力、所述阴极侧处的所述第二压力和所述冷却剂子系统处的所述第三压力中选择的最高压力的最大允许交叉压力。
23.根据权利要求...
【技术特征摘要】
1.一种控制包括用于产生电力并包括阳极侧和阴极侧的燃料电池堆的燃料电池系统的操作的方法(300)，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其包括响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度：
3.根据权利要求1所述的方法，其包括响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度和排放阀(59)的开度：
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述交叉压力阈值是基于所述燃料电池系统的健康状态soh和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述交叉压力阈值用于定义压力通道的压力上限值和压力下限值。
6.根据权利要求5所述的方法，其还包括通过使所述阳极抽取阀部分打开以使所述阳极侧处的所述第一压力保持低于所述压力通道的所述压力上限值并高于所述压力通道的所述压力下限值来控制所述阳极抽取阀的所述开度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述压力上限值包括针对从所述阳极侧处的所述第一压力、所述阴极侧处的所述第二压力和所述冷却剂子系统处的所述第三压力中选择的最低压力的最大允许交叉压力。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述压力下限值包括针对从所述阳极侧处的所述第一压力、所述阴极侧处的所述第二压力和所述冷却剂子系统处的所述第三压力中选择的最高压力的最大允许交叉压力。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中所述第二交叉压力阈值是基于所述交叉压力阈值来确定的。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中在检测到所述关闭之前，所述燃料电池系统被控制以使所述阳极侧处的所述第一压力保持在所述压力通道内，使所述阴极侧处的所述第二压力保持在所述压力通道内，并使所述冷却剂子系统处的所述第三压力保持在所述压力通道内。
11.根据权利要求1所述的方法，其包括当所述压力传感器数据不可用时，基于在检测到所述紧急关闭时所述燃料电池系统操作的所述功率水平来控制所述阳极抽取阀的所述开度，所述控制包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述阈值功率水平是基于所述燃料电池系统的健康状态soh和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
13.根据权利要求1所述的方法，其还包括当所述压力传感器数据不可用时，基于在检测到所述紧急关闭时所述燃料电池系统操作的所述功率水平来控制所述阳极抽取阀的所述开度和排放阀的开度，所述控制包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一阈值功率水平和所述第二阈值功率水平是基于所述燃料电池系统的健康状态soh和关于所述燃料电池系统的历史使用量数据中的至少一者而动态确定的。
15.一种车辆(10)中的燃料电池系统(20)，所述燃料电池系统(20)包括：
16.根据权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述控制系统的所述处理器被配置为响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度：
17.根据权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述控制系统的所述处理器被配置为响应于所述压力传感器数据的可用性，通过以下步骤基于所述压力传感器数据控制所述阳极抽取阀的所述开度和排放阀的开度：
18.根据权利要求16或17所述的燃料...
【专利技术属性】
技术研发人员：普拉纳夫·阿里亚，里卡德·布兰克，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：
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