[发明专利]燃料电池车辆起动控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种控制车辆起动的方法和系统，其包括确定当 在低温下车辆起动时能否驱动燃料电池的车辆起动控制过程。

背景技术

因燃料电池结冰是可预测的而在起动车辆前，需要提高燃料电池 的温度时，燃料电池车辆将会进行温度升高过程。具体而言，重要的 是准确地确定温度升高过程完成的时间。现有方法通过估计燃料电池 在其排气口的温度，或者估计燃料电池的温度升高时燃料电池内产生 的发热量来确定温度升高过程的完成。

然而，在有些情况下，当温度升高过程完成之后驱动车辆时，由 于燃料电池的电池电压不均匀，燃料电池输出功率会被限制，并且不 能满足驾驶者需求。此外，电池电压的下降可能会引起电池的劣化。 现有方法也不包括使用混合式(hybrid)高电压电池，而且没有反映燃 料电池状态随浸泡时间、燃料电池内的结冰水分量等而变化。因此， 即使能够迅速完成车辆起动并驱动车辆的状态下，起动过程也将被严 重推迟。相反，在现有技术中，即便是燃料电池的内部状态对驱动车 辆而言并不理想，但车辆也有可能起动。然而，在起动完成之后，燃 料电池可能不能输出所需功率。

上述内容仅用于帮助理解本发明的背景，并不意味着本发明落入 本领域技术人员所已知的现有技术的范围内。

发明内容

因此，本发明提供一种燃料电池起动控制方法和系统，其在低温 下起动车辆时，通过估计高电压电池的放电功率和燃料电池的可用输 出功率来确定起动完成时间。所述低温在-30～0℃的范围内。

具体而言，本发明教导一种用于估计燃料电池的可用输出功率的 技术。此技术包括，当在低温下起动车辆时，在提高电池堆温度的同 时实时测量电池对性能，并且估计电池堆在特定低临界电压下可输出 的可用功率。特别地，当车辆的温度升高操作被执行时，在执行该操 作的同时，可基于输出功率，分析电池堆电流-电压性能来估计第一可 用输出功率。此外，可根据温度升高，分析燃料电池性能来估计第二 可用输出功率。随后，可根据第一可用输出功率和第二可用输出功率 之和来估计燃料电池的可用输出功率。因此，本发明提供通过利用在 燃料电池的温度升高时更准确地估计出的燃料电池的可用输出功率和 高电压电池的可用输出功率，能够迅速且更安全地确定燃料电池温度 升高的完成的控制方法。

根据本发明的燃料电池车辆起动控制方法可以包括以下步骤：设 定作为驱动所需的输出功率的第一输出功率；在设定所述第一输出功 率之后，开始提高燃料电池温度；通过估计燃料电池的可用输出功率 并接收高电压电池的放电功率，计算第二输出功率，所述第二输出功 率为燃料电池的可用输出功率和所述高电压电池的放电功率之和；确 定所述第二输出功率是否大于所述第一输出功率；以及基于所述第二 功率是否大于所述第一功率的确定结果，确定能否允许车辆起动。

在设定所述第一输出功率前，所述燃料电池车辆起动控制方法还 可以包括以下步骤：基于利用外界温度传感器测量的外界温度，确定 能否在低温下起动车辆。所述高电压电池的放电功率可以从电池管理 系统(BMS：batterymanagementsystem)接收。此外，确定能否允许 车辆起动的步骤可以包括：终止燃料电池温度的升高。在确定能否允 许车辆起动后，所述燃料电池车辆起动控制方法还可以包括以下步骤： 在预定时间段内将车辆的输出功率限制在所述第一输出功率。

根据上述车辆起动控制方法，通过基于高电压电池和燃料电池的 状态确定车辆起动可以完成的时间，来防止起动中不必要的延迟，并 且燃料电池的低温起动性能和可销性能得到提高。而且，能够防止这 样的情况下发生：即使燃料电池的内部状态对驱动车辆而言并不理想， 也有可能完成车辆起动，导致燃料电池不能输出所需或者足够的功率。 因此，能够避免燃料电池耐用性的劣化。

附图说明

本文上述及其他特征将参考本发明的示例性实施例，结合以下附 图进行更详细的描述，这些附图仅用于例示的目的，而不在于限制本 发明，其中：

图1为根据本发明示例性实施例的燃料电池车辆起动控制设备的 方框图；

图2为根据本发明示例性实施例的燃料电池车辆起动控制方法的 流程图；

图3为根据本发明示例性实施例的高电压电池和燃料电池的可用 输出功率随时间变化的曲线图；