[发明专利]燃料电池系统的怠速供氧控制方法及系统

说明书

本发明公开一种燃料电池系统的怠速供氧控制方法及系统。它是在在获取车辆为怠速状态以及第二储能装置的电能达到设定值后，燃料电池系统中的供氧子系统的空气压缩机通过燃料电池堆输入，以工作设定功率P0_ACS对燃料电池堆进行供氧，消耗燃料电池堆产生的多余的电能，实现燃料电池堆对整车电能功率输出为零。车辆在怠速状况时，利用电堆对供氧子系统供电，消耗电堆多余的电能，实现燃料电池堆对整车电能功率输出为零，既保证电堆维持在较低的功率工作状态，不停机，保证车辆的动力性能。

技术领域

本发明属于燃料电池车辆技术，具体涉及一种燃料电池系统在车辆怠速时的供氧控制技术。

背景技术

目前燃料电池车，特别是氢燃料电池车辆的驱动主要是以“电-电混合”的模式为主，即燃料电池为主，第二储能装置如动力电池、超级电容等辅助能源为辅的混合驱动模式。燃料电池系统中的供氧子系统供氧通常是利用第二储能装置供电工作。

现有氢燃料电池系统包括燃料电池堆，升压电路，燃料电池系统控制器，升压电路的输出包括连接燃料电池系统内的高压负载以及整车电能输出。车辆在怠速情况下，燃料电池系统会进入待机模式，降低其输出电压，使其功率降到最低限制，但是整个燃料电池系统对整车电能输出功率不为零，导致在辅助能源无法存储更多能量情况下，需要关闭电堆系统输出，而根据目前国内技术电堆停机下电至少需3min时间，等待重启时间太长，从而不仅导致整车动力性能大大降低，而且导致驾驶体验感极差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池系统的怠速供氧控制方法及系统，实现车辆在怠速时，利用电堆供电供氧，消耗怠速时的电堆功率。

本发明的技术方案之一是：燃料电池系统的怠速供氧控制方法，在获取车辆为怠速状态以及第二储能装置的电能达到设定值后，燃料电池系统以怠速输出功率为0模式工作，燃料电池系统中的供氧子系统的空气压缩机通过燃料电池堆输入供电，以工作设定功率P0_ACS对燃料电池系统中储气装置进行供氧，从而消耗燃料电池堆产生的多余的电能，实现燃料电堆对整车电能功率输出为零，同时储气装置中氧气用以维持燃料电堆怠速工作时所需的氧气量。(怠速工况有两种模式：怠速输出功率为0的模式下，燃料电堆消耗的氧气来源于储气装置，怠速输出功率非0情况下，燃料电池消耗氧气经过路径直接来源于空气压缩机)。

上述技术方案，车辆在怠速状况时，利用电堆对供氧子系统中空气压缩机供电，消耗电堆多余的电能，实现燃料电池堆对整车电能功率输出为零，既保证电堆维持在较低的功率工作状态，不停机，保证车辆的动力性能。

进一步的优化的技术特征是：所述供氧子系统的通过管路的供氧路径是：a空气压缩机,b中冷器,c储气装置,d增湿器,e进入电堆。

在怠速时，电堆供氧不是直接来自于空气压缩机，而是储气装置，对电堆供氧，这样可以降低供氧效率，减少电堆的发电量，减少氢的消耗。

进一步的优化的技术特征是：所述空气压缩机的工作设定功率P0_ACS＝电堆怠速净输出功率-燃料电池系统内的高压负载功率。

进一步的优化的技术特征是：获取当前空气压缩机功率P_ACS，判断当前空气压缩机功率P_ACS是否与空气压缩机工作设定功率P0_ACS相同，调节空气压缩机以设定工作功率P0_ACS输出。

进一步的优化的技术特征是：获取燃料电堆净输出功率和/或燃电系统其它高压附件功率，燃料电堆净输出功率和/或燃电系统其它高压附件功率变化，修改空气压缩机工作设定功率P0_ACS。

上述采用反馈随动的方法，在怠速情况下，由于燃料电池堆和/或高压负载功率的波动变化，确保燃料电池堆对整车功率输出为零。