[发明专利]用于燃料电池车辆中的电力需求分配的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池车辆中的电力需求分配的设备和方法。一种用于燃料电池车辆中的电力需求分配的设备，包括：蓄电池管理系统，计算蓄电池可以供应的可允许蓄电池电力；电力需求分配控制器，被配置为得到包括驱动电机所需要的驱动电机需求电力的车辆需求电力，并且将对应于减去按比例缩小的可允许蓄电池电力的车辆需求电力或者驱动电机需求电力的值确定为燃料电池需求输出；以及燃料电池控制器，被配置为驱动将空气供给至燃料电池的空气压缩机以便使燃料电池能够生成通过电力需求分配控制器计算的燃料电池需求输出。

技术领域

本公开内容涉及用于燃料电池车辆中的电力需求分配的设备和方法，更具体地，涉及用于可以通过在蓄电池与燃料电池之间通过分配适当地分派驱动燃料电池车辆所需要的车辆需求电力或通过燃料电池车辆的驱动电机所需要的电机需求电力来提高燃料电池车辆的动态特性的电力需求分配的设备和方法。

背景技术

诸如混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆(或氢气车辆)的环境友好型车辆一般指的是由通过使用电能旋转的电机驱动的车辆。具体地，燃料电池车辆配备有产生电能的燃料电池以及将电能存储在其中的蓄电池，其中，电能从燃料电池和蓄电池供应至驱动电机。

此时，供应至驱动电机的电能被确定为从燃料电池和蓄电池中的每一个供应的电能的总和，并且可以通过适当地分配从燃料电池和蓄电池供应的能量的量使燃料电池车辆中的效率最大化。

通常，基于操作模式选择性地供应电力，使得当车辆所需求的车辆需求电力高时，因为在驱动电机的急剧加速的情况下，燃料电池和蓄电池同时供应电力，并且当车辆需求电力低时，通过终止燃料电池的操作车辆仅由只供应电力的燃料电池或蓄电池驱动。

在存储电能的蓄电池作为供电装置的情况下，可以在任何时间供应驱动电机可能需要的电力。然而，在燃料电池的情况下，难以立即输出车辆需求电力，因为应该供给用于电力产生所需要的氢气和空气，并且在氢气和空气之间必须发生化学反应以便产生电能。具体地，在将空气供给至燃料电池的情况下，因为空气应该通过诸如单独的空气压缩机的装置的操作来供给，因此一定长度的响应时间延迟是不可避免的，以便供给对应于目标气流量的空气。

至于一般的燃料电池车辆，在驾驶员在车辆需求电力低的状态下(例如，车辆处于停止状态下或者处于低速行驶状态下)要求急剧加速的情况下，需求电力被管理使得高压蓄电池优先供应驱动电机所必需的电力，并且从燃料电池供应超过可允许高压蓄电池电力的需求电力。如先前描述的，当发生这种需求时，为了以供给流速供给燃料电池所需要的空气以便能够产生足够的电力，空气应该通过空气压缩机被快速供给。然而，由于诸如空气压缩机的硬件的特性，可发生限制情况，其中，不能够建立为足够满足对应于驱动电机需要的需求电力的需求的空气的供给流速。

即使驾驶员通过把加速器踏板踩到底来要求急剧加速，但在从空气压缩机供给空气的处理中也发生时间延迟，因此驾驶员可能对加速性能不满。

前述内容仅旨在帮助理解本公开内容的背景技术，而并非旨在表示本公开内容落在本领域的技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此，本公开内容提出用于燃料电池车辆中的电力需求分配的设备和方法，能够补偿由于空气压缩机的操作导致的燃料电池输出的延迟并且能够提高燃料电池车辆的动力性能。

为了达到以上目标，根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于燃料电池车辆中的电力需求分配的设备，该燃料电池车辆具有燃料电池、蓄电池和通过从燃料电池和蓄电池供应的电力运行的驱动电机，该设备包括：蓄电池管理系统，计算蓄电池能够供应的可允许蓄电池电力；电力需求分配控制器，被配置为得到包括驱动电机所需要的驱动电机需求电力的车辆需求电力，并且将通过从车辆需求电力减去按比例缩小的可允许蓄电池电力而获得的值或者对应于驱动电机需求电力的值确定为燃料电池需求输出；以及燃料电池控制器，被配置为驱动将空气供给至燃料电池的空气压缩机以便使燃料电池能够生成由电力需求分配控制器计算的燃料电池需求输出。