[发明专利]在燃料电池混合动力车辆中使用再生制动功率用于系统再次启动

说明书

公开了在燃料电池混合动力车辆的启动/停止操作期间使用再生制动功率来启动燃料电池堆以用于系统再次启动的系统和方法。所述方法包括：将燃料电池堆从高电压总线断开连接，以用于启动/停止操作；以及在启动/停止操作期间使用由电牵引系统提供的再生制动功率来给混合动力车辆中的蓄电池再次充电。所述方法还包括：将燃料电池堆再次连接到高电压总线；以及当启动/停止操作结束时燃料电池堆再次连接到高电压总线时，将来自于电牵引系统的再生制动功率中的至少一些提供给压缩机，所述压缩机将阴极空气提供给燃料电池堆。双向DC转换器将所述功率选择性地分配给压缩机和蓄电池。

本申请是申请日为2010年06月16日且名称为“在燃料电池混合动力车辆中使用再生制动功率用于系统再次启动”的申请201110162352.3的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及使用再生制动功率来启动燃料电池堆的系统和方法，且更具体地涉及在燃料电池混合动力车辆的启动/停止操作期间使用再生制动功率来再次启动燃料电池堆的系统和方法。

背景技术

大多数燃料电池车辆是混合动力车辆，除了燃料电池堆之外，其采用可再充电的补充高电压功率源，例如DC蓄电池或超电容器。功率源给各个车辆辅助负载提供补充功率，用于系统启动和在燃料电池堆不能提供所需功率时的高功率需求期间。更具体地，燃料电池堆提供功率给电牵引马达，其通过高电压总线驱动车辆和其它车辆系统，以用于车辆操作。在需要超过燃料电池堆能够提供的附加功率时的时间期间，例如在急加速期间，蓄电池给电压总线提供补充功率。例如，燃料电池堆可提供70 kW的功率。然而，车辆加速可能需要100 kW或更多的功率。在燃料电池堆能够满足系统功率需求时，燃料电池堆用于给蓄电池再充电。

再生制动可以使得电动混合动力车辆中的电牵引马达作为发电机操作，以将来自于车辆车轮的旋转能量转换为电功率，其能够以本领域技术人员熟知的方式用于给蓄电池充电。然而，在已知电动车辆中，在燃料电池系统启动期间，阻止再生制动功率的收集。

一些混合动力车辆采用启动/停止模式，其中，仅蓄电池功率用于提供车辆的功率需求，其中，燃料电池堆从高电压总线断开连接。例如，在需要低功率时的怠速状况期间，燃料电池堆可从高电压总线断开连接，且阴极压缩机可关闭或者至少以低速操作。此外，在可提供大量的再生制动的长下坡行驶期间，可能不需要燃料电池堆功率且燃料电池堆可以从高电压总线断开连接至少一定时间量。

在一些点，由于需要更多功率，燃料电池堆的内部温度已经下降到一些最小温度或者一些其它系统需求已经满足，因而需要将燃料电池堆再次连接到高电压总线。在已知启动/停止模式中，蓄电池功率用于旋转阴极压缩机且提供其它电需求以开始燃料电池堆操作。如果车辆当前处于再生制动模式，那么可以使用再生功率来提供那些电需求和减少蓄电池上的负载。

发明内容

根据本发明的教导，公开了在燃料电池混合动力车辆的启动/停止操作期间使用再生制动功率来启动燃料电池堆以用于系统再次启动的系统和方法。所述方法包括：将燃料电池堆从高电压总线断开连接，以用于启动/停止操作；以及在启动/停止操作期间使用由电牵引系统提供的再生制动功率来给混合动力车辆中的蓄电池再次充电。所述方法还包括：将燃料电池堆再次连接到高电压总线；以及当启动/停止操作结束时燃料电池堆再次连接到高电压总线时，将来自于电牵引系统的再生制动功率中的至少一些提供给压缩机，所述压缩机将阴极空气提供给燃料电池堆。双向DC转换器将所述功率选择性地分配给压缩机和蓄电池。

方案1. 一种在燃料电池混合动力车辆的启动/停止操作期间使用再生制动功率来启动燃料电池堆以用于系统再次启动的方法，所述方法包括：

将燃料电池堆从高电压总线线路断开连接，以用于启动-停止操作；

在燃料电池堆被断开连接时，使用由电牵引系统提供的再生制动功率来给混合动力车辆中的蓄电池再次充电；

将燃料电池堆再次连接到高电压总线线路；以及