[发明专利]燃料电池车辆系统及其控制方法

说明书

提供一种燃料电池车辆系统及其控制方法。该系统包括燃料电池和第一电动机，该第一电动机经由第一总线端子连接到燃料电池，并由从燃料电池供应的电力驱动，并且向车辆的驱动轮提供动力。高压电池通过充电或放电来储存或供应电力。另外，第二电动机经由第二总线端子连接到高压电池，并由从高压电池供应的电力驱动，并且向车辆的驱动轮提供动力。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池车辆系统及其控制方法，更具体地说，涉及一种燃料电池车辆系统，在该车辆系统中，前轮和后轮分别与燃料电池和高压电池连接，并且被单独驱动。

背景技术

正在积极开展关于使用环保燃料电池作为未来替代能源的氢燃料电池车的研究。燃料电池通过使用氢气作为反应气体的电化学反应产生电能。然而，由于燃料电池的结构问题，在启动时迅速向负载供应电力并且迅速响应负载的突然变化可能是困难的。另外，由于燃料电池在特定输出密度范围内具有最佳效率，所以燃料电池可能频繁偏离高效输出密度。

此外，由于燃料电池仅具有单向供应电力的特性，因此当车辆驱动电动机停止时，燃料电池不会吸收或存储再生的再生电力，因此不利于能量的有效使用。因此，燃料电池车辆通常包括混合驱动系统，其中，安装高压电池作为辅助能源。然而，通常使用的并联型混合驱动系统可能需要大体积的双向转换器，该双向转换器可适合于高功率并且由于双向转换器所引起的功率损耗而效率降低。

已经提供的描述为背景技术的事项仅用于帮助理解本发明的背景，而不应被认为对应于本领域技术人员已知的相关技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有双向转换器的电力燃料电池车辆系统，其通过分别用燃料电池和高压电池分别驱动前轮和后轮。

根据本发明的示例性实施方式，燃料电池车辆系统可以包括：燃料电池；第一电动机，经由第一总线端子连接到燃料电池，并且由从燃料电池供应的电力驱动，并且被配置为向车辆的驱动轮提供动力；高压电池，被配置为通过充电或放电来存储或供应电力；以及第二电动机，经由第二总线端子连接到高压电池，并且由从高压电池供应的电力驱动，并且被配置为向车辆的驱动轮提供动力。

第一电动机可以向车辆的部分驱动轮提供动力，而第二电动机可以向车辆的其余驱动轮提供动力。燃料电池车辆系统还可以包括：双向直流-直流(DC/DC)转换器，位于第一总线端子和高压电池之间；以及控制器，被配置为操作双向DC/DC转换器以调整第一总线端子和高压电池之间的电力传输。

燃料电池车辆系统还可以包括：第一逆变器，位于燃料电池与第一电动机之间的，并且被配置为逆变第一总线端子的电力，并且向第一电动机供应逆变电力；以及第二逆变器，位于高压电池和第二电动机之间，并且被配置为逆变第二总线端子的电力，并且向第二电动机供应逆变电力。燃料电池车辆系统还可以包括：第一继电器，直接连接在第一逆变器和第二逆变器之间以将第一逆变器的电力传输到第二逆变器。控制器可以被配置为操作第一继电器的第一开关以传输或中断从第一逆变器到第二逆变器的电力。

另外，燃料电池车辆系统还可以包括：第二继电器，被配置为通过允许电力绕过高压电池从双向DC/DC转换器向第二逆变器直接传输电力。控制器可以被配置为操作第二继电器的第二开关以传输或中断从双向DC/DC转换器到第二逆变器的电力。控制器还可以被配置为基于燃料电池车辆的运行状态通过以下中的任一种模式操作所述燃料电池车辆的所述驱动轮：由高压电池的电力驱动燃料电池车辆的电动车辆(EV)模式、由燃料电池的电力驱动燃料电池车辆的仅燃料电池(FC)模式、以及使用高压电池的电力和燃料电池的电力两者来驱动燃料电池车辆的高输出模式。