[发明专利]一种燃料电池汽车驱动系统及控制方法和控制装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池汽车驱动系统及控制方法和控制装置，控制方法包括：根据车辆行驶速度确定车辆的工况；若车辆处于停车怠速工况，则控制断开整车机械连接结构中的第一离合器，并获取车辆中高压电池的电荷状态，以及在高压电池的电荷状态小于第一目标电荷状态时控制燃料电堆和驱动电机中的至少一种对高压电池进行充电；若车辆处于运行工况，则获取燃料电堆的冷却液温度，并根据冷却液温度切换自循环冷却系统或冷却驱动系统为燃料电堆的冷却液降温；以及在冷却驱动系统为燃料电堆的冷却液降温时，根据冷却驱动系统中工质循环泵的出口压力控制冷却驱动系统的机械扭矩的输出状态。本发明提高了燃料电堆的能量利用率。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池汽车驱动系统及控制方法和控制装置。

背景技术

目前，在能源与环境危机的背景下，世界各国汽车企业都在大力推进新能源汽车的研发。燃料电池汽车具有零排放、低噪声的优点，同时相对于电动汽车，具有燃料能量密度高，加注时间短的优点。燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。其采用高纯度氢气作为燃料，在燃料电池反应堆中与空气中的氧气发生化学反应产生电能，作为电机的动力源。但是，目前车辆在怠速以及驱动车辆运行的过程中，燃料电堆存在能量利用率低的问题。因此，如何提高燃料电堆的能量利用率，是本领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池汽车驱动系统及控制方法和控制装置，以提高燃料电堆的能量利用率。

根据本发明的一方面，提供了一种燃料电池汽车驱动系统的控制方法，燃料电池汽车驱动系统包括：整车机械连接结构、电路结构、自循环冷却系统和冷却驱动系统；控制方法包括：

获取车辆行驶速度，根据车辆行驶速度确定车辆的工况；其中，车辆的工况包括停车怠速工况和运行工况；

若车辆处于停车怠速工况，则控制断开整车机械连接结构中的第一离合器，并获取车辆中高压电池的电荷状态，以及在高压电池的电荷状态小于第一目标电荷状态时控制燃料电堆和驱动电机中的至少一种对高压电池进行充电；其中，第一离合器位于整车机械连接结构中的变速器和电路结构中的驱动电机之间；

若车辆处于运行工况，则获取燃料电堆的冷却液温度，并根据冷却液温度切换自循环冷却系统或冷却驱动系统为燃料电堆的冷却液降温；以及在冷却驱动系统为燃料电堆的冷却液降温时，根据冷却驱动系统中工质循环泵的出口压力控制冷却驱动系统的机械扭矩的输出状态；其中，冷却驱动系统还用于为驱动电机提供机械扭矩。

进一步的，根据冷却液温度切换自循环冷却系统或冷却驱动系统为燃料电堆的冷却液降温，包括：

将冷却液温度与第一预设温度和第二预设温度进行比较；

若冷却液温度小于第一预设温度，则控制自循环冷却系统对冷却液降温；

若冷却液温度大于第二预设温度，则控制冷却驱动系统对冷却液降温。

进一步的，自循环冷却系统包括：燃料电堆、冷却工质泵、三通阀和热交换器；冷却驱动系统包括：热交换器、工质循环泵、控制阀、膨胀机和冷凝器；燃料电堆的冷却工质出口端与冷却工质泵的进口端连接；冷却工质泵的出口端与三通阀的第一端连接；三通阀的第二端与热交换器的第一进口端连接；三通阀的第三端与燃料电堆的冷却工质出口端连接；热交换器的第一出口端与燃料电堆的冷却工质出口端连接；热交换器的第二入口端与工质循环泵的出口端连接；热交换器的第二出口端与控制阀的第一端连接，控制阀的第二端与膨胀机的入口端连接；控制阀的第三端以及膨胀机的出口端与冷凝器的入口端连接，冷凝器的出口端与工质循环泵的入口端连接；

控制自循环冷却系统对冷却液降温包括：

控制三通阀的第一端与第三端导通，以使冷却液经过冷却工质泵后通过三通阀的第一端和第三端流向燃料电堆的冷却工质入口端；

控制冷却驱动系统对冷却液降温包括：