CN104553842A - 用于控制燃料电池车辆的方法和系统 - Google Patents

用于控制燃料电池车辆的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104553842A
CN104553842A CN201410206077.4A CN201410206077A CN104553842A CN 104553842 A CN104553842 A CN 104553842A CN 201410206077 A CN201410206077 A CN 201410206077A CN 104553842 A CN104553842 A CN 104553842A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
cell vehicle
current limit
limit value
tension battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410206077.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104553842B (zh
Inventor
金志泰
李在文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN104553842A publication Critical patent/CN104553842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104553842B publication Critical patent/CN104553842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0076—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/31—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for starting of fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/16—Dynamic electric regenerative braking for vehicles comprising converters between the power source and the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04597—Current of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04895—Current
    • H01M8/04917—Current of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/944—Characterized by control of fuel cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明公开了用于控制燃料电池车辆的方法和系统。其中，双向转换器实时监测燃料电池车辆的状态以提高燃料电池车辆在过度状态下的控制响应。该方法包括：由双向转换器在燃料电池车辆被驱动时，接收来自燃料电池控制器的用于高压电池的电流限制值的命令。另外，双向转换器被配置为确定燃料电池车辆是否被切换至预定模式并改变高压电池的电流限制值。当燃料电池车辆被切换至预定模式时，由双向转换器基于改变的电流限制值执行预定控制。

Description

用于控制燃料电池车辆的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0124412的优先权和权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开内容涉及一种用于控制燃料电池车辆的方法和系统，其中，双向转换器实时监测燃料电池车辆的状态以提高燃料电池车辆在过渡状态中的控制响应。
背景技术
一般而言，装配在燃料电池车辆内的燃料电池系统被配置为向燃料电池堆供应作为燃料的氢和空气，通过燃料电池堆内的氢和氧的电化学反应产生电力。燃料电池车辆是通过利用由燃料电池堆产生的电力操作电动机驱动的。燃料电池车辆进一步包括高压电池，以使用燃料电池系统的能量和高压电池的能量。
如图1所示，包括燃料电池系统和高压电池的燃料电池车辆通常包括双向转换器20，双向转换器20有效地控制来自燃料电池系统和高压电池两者的能量流。双向转换器可以是双向直流-直流(DC/DC)转换器或大容量的双向DC/DC转换器。另外，如图1所示，燃料电池车辆包括被配置为操作燃料电池车辆的燃料电池控制器10。燃料电池控制器可以称作燃料电池控制单元(FCU)。在图1中，参考标号30表示燃料电池系统，40表示逆变器，50表示高压电池，60表示电机(motor)，70表示低压DC/DC转换器，以及80表示辅助电池。对本领域的技术人员来说，所表示的元件是已知的，因此，将省略对其的详细描述。
参考图1，与高压电池50的充电和放电相关联的能量流、能量大小、和模式切换可以基于来自燃料电池控制器10的命令确定。由高压电池50供应的放电能量经由执行电力转换的双向转换器20被供应至燃料电池车辆的电负载。当燃料电池车辆被驱动时，在高压电池50的充电量(SOC)减小时，双向转换器20将来自燃料电池的能量供应至高压电池50。当燃料电池车辆中产生制动信号时，双向转换器20基于燃料电池控制器10的命令将通过再生制动产生的再生制动能量供应至高压电池50以对高压电池50充电。
在燃料电池车辆被驱动时，上述能量流可以在几百毫秒至几秒内处理。然而，由于即使在其中燃料电池车辆需要快速的能量转换的过渡状态中，双向转换器基于来自作为双向控制器之上的上位控制器的燃料电池控制器的命令执行预定控制，所以过冲/下冲电压可能会突然产生。在燃料电池车辆被驱动时，过冲/下冲电压影响高压电池的输出电压，引起突然振动，因过压而产生故障以及组件的耐用性下降。
本部分中公开的上述信息仅用于加强对本发明背景技术的理解，且因此可包括不形成此国家中本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开内容提供用于控制燃料电池车辆的方法和系统，其中，双向转换器可以被配置为基于双向转换器的性能直接实时检测燃料电池车辆的状态以提高燃料电池车辆在过渡状态下的控制响应。
本公开内容的示例性实施方式提供一种控制燃料电池车辆的方法，燃料电池车辆可以包括：燃料电池系统、高压电池、被配置为控制来自燃料电池系统和高压电池的能量流的双向转换器、和被配置为操作燃料电池车辆的燃料电池控制器。控制燃料电池车辆的方法可以包括：在燃料电池车辆被驱动时，由双向转换器从燃料电池控制器接收用于高压电池中的电流限制值的命令；由双向转换器确定燃料电池车辆是否切换至预定模式；以及当燃料电池车辆被切换至预定模式时，由双向转换器改变高压电池的所述电流限制值，并基于改变的电流限制值执行预定控制。
预定模式可以包括再生制动模式和突然加速模式。双向转换器可以被配置为当燃料电池车辆被切换至预定模式时从电流限制值减去高压电池的电流值，并且当差值小于预定值时改变电流限制值。此外，双向转换器可以被配置为在燃料电池车辆被切换至再生制动模式且差值小于所述预定值时以预定比率减小电流限制值。当燃料电池车辆被切换至突然加速模式且差值小于预定值时，双向转换器可以被配置为以预定比率增加电流限制值。与差值比较的预定值可以是约5％的电流限制值。
本公开内容的另一个示例性实施方式提供一种用于控制具有燃料电池系统和高压电池的燃料电池车辆的系统，该系统可包括：配置为控制来自燃料电池系统和高压电池的能量流的双向转换器，以及操作为双向转换器之上的上位控制器、被配置为操作燃料电池车辆的燃料电池控制器。
双向转换器可以通过被配置为执行程序的处理来操作，程序包括用于执行控制燃料电池车辆的方法的一系列命令，该方法可以包括：在燃料电池车辆被驱动时，由双向转换器从燃料电池控制器接收用于高压电池中的电流限制值的命令；由双向转换器确定燃料电池车辆是否切换至预定模式；以及当燃料电池车辆被切换至预定模式时，由双向转换器改变高压电池的所述电流限制值，并基于改变的电流限制值执行预定控制。
根据本公开内容的示例性实施方式，通过控制其中双向转换器实时监测燃料电池车辆的状态可以提高燃料电池车辆在过渡状态下的控制响应。换言之，根据本公开内容的示例性实施方式，可以解决当燃料电池车辆被驱动时，在切换至突然模式(例如，再生制动模式、突然加速模式等)中由于发生在高压电池的输出侧的电压/电流过冲和下冲导致的燃料电池车辆的停机问题，以保持高压组件的耐用性，并通过适当地调整电流提高控制效率。
附图说明
图1是示出根据现有技术的燃料电池车辆的典型控制系统的示例性方块图；
图2是示出用于控制根据本发明的示例性实施方式的燃料电池车辆的系统的示例性方块图；以及
图3是示出控制根据本发明的示例性实施方式的燃料电池车辆的方法的示例性流程图。
具体实施方式
应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船、海船的船只；航天器等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合电动车辆、混合动力车和其他替代燃料车辆(例如，燃料来源于非汽油能源)。如本文所称作的，混合动力车辆时具有两种以上动力源的车辆，例如，汽油动力和电动力车辆。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但是应当理解，也可由一个或者多个模块执行该示例性处理。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置为对模块进行存储，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个处理。
进一步地，本发明的控制逻辑可体现为非暂存性计算机可读介质，在计算机可读介质上包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但并不限于：ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光学数据内存装置。计算机可读介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，从而以分布式方式内存并且例如由车载通信服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN)执行该计算机可读介质。
本文中所使用的措辞仅是为了描述特定实施方式而并不旨在对本发明进行限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”及“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，当术语“包括”和/或“包含”用于本说明书时，其描述了存在所述特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其组合。作为本文中所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何及所有组合。
除非在上下文中明确指出或者是显而易见的，否则本文中所使用的术语“约”被理解为在本领域中正常误差的范围内，例如在2个平均标准差内。“约”可以被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另明确说明，本文中提供的所有数值由术语“约”修饰。
在下文中，将参照附图更全面地描述本公开内容，在附图中示出了本公开的示例性实施方式。如本领域技术人员将意识到的，在完全不背离本公开内容的精神或范围的前提下，可以以各种不同的方式对所描述的示例性实施方式进行修改。
图2是示出用于控制根据本发明的示例性实施方式的燃料电池车辆的系统的示例性方块图。根据本公开内容的示例性实施方式的系统可以被应用于包括燃料电池系统300和高压电池500的燃料电池车辆。系统可以包括：被配置控制来自燃料电池系统300和高压电池500的能量流的双向转换器200，以及燃料电池控制器100，被操作为双向转换器200之上的上位控制器、被配置为操作燃料电池车辆。双向转换器200可以被称作双向DC/DC转换器或大容量双向DC/DC转换器。
如图2所示，系统可以进一步包括：逆变器400、电机600、低压DC/DC转换器(LDC)700、和辅助电池800。因为燃料电池控制器100、燃料电池系统300、逆变器400、高压电池500、电机600、LDC700、和辅助电池800通常设置在燃料电池车辆的内部且对本领域的技术人员来说是显而易见的，所以将省略对其的详细描述。即，燃料电池控制器100、燃料电池系统300、逆变器400、高压电池500、电机600、LDC700、和辅助电池800可以分别对应于图1中示出的这些。双向转换器200可以包括由程序操作的一个或多个处理器或微处理器和/或硬件，程序包括用于执行以下将描述的控制根据本公开内容的示例性实施方式的燃料电池车辆的方法的一系列命令。
在下文中，将参考附图详细地描述根据本公开内容的示例性实施方式的控制燃料电池车辆的方法。图3是示出控制根据本发明的示例性实施方式的燃料电池车辆的方法的示例性流程图。
应用该方法的燃料电池车辆可以是通过双向转换器200首先转换高压电池500的能量以驱动(例如，起动)电机600的车辆。在电机600起动后，燃料电池系统300可以被激活并且可以被配置为产生能量(例如，电力)，并将能量供应至高压电池500。高压电池500可以被配置为基于来自燃料电池控制器100和双向转换器200的控制命令反复在加速期间执行升压模式和在再生制动期间执行降压模式。升压模式可以称为放电模式，和降压模式可以称为再生制动模式。
在步骤S100，当燃料电池车辆在正常加速状态下(例如，没有突然加速)或普通运行状态下驱动时，在步骤S200，双向转换器200可以被配置为基于来自燃料电池控制器100的与高压电池500的电流限制值相关联的命令执行高压电池500的电流控制。此外，当燃料电池车辆在正常加速状态下或普通运行状态下驱动时，双向转换器200可以被配置为以与现有技术相同的方式执行高压电池500的电流控制。在步骤S300，当燃料电池车辆的运行状态从正常加速状态或典型的普通运行状态切换至再生制动状态(模式)时，双向转换器200可以被配置为检测再生制动状态。可以使用已知的现有功能和结构，例如，确定是否产生制动信号，来检测切换至再生制动状态的燃料电池车辆。
当双向转换器200检测到再生制动状态(模式)时，双向转换器200可以被配置为从自燃料电池控制器100传输的电流限制值减去高压电池500的电流值。在步骤S310和S320，当差值小于预定值(例如，约5％的电流限制值)时，双向转换器200可以被配置为执行高压电池500的电流控制，诸如，以预定比率减小电流限制值，例如，约5％。
当燃料电池车辆被切换至再生制动状态时，因为可以保持高压电池的能量流，高压电池500的电流方向可以从正(+)切换至负(-)。在高压电池500的电流方向从正(+)切换至负(-)的瞬时点，当高压电池500的输出电流达到自燃料电池控制器100传输的电流限制值时，因为高压电池500的实际电量超过对应于电流限制值的电量，所以高压电池500的输出电压可能突然上升，并且因此可能进入过电压状态。
因此，当燃料电池车辆在再生制动状态下驱动时，双向转换器200可以被配置为从电流限制值减去高压电池500的实际电流值来确定差值是否小于约5％的电流限制值。当差值小于约5％的电流限制值时，双向转换器200可以被配置为随后在预定阶段减小约5％的电流限制值以减小突然上升的高压电池500的实际电量。因此，双向转换器200可以被配置为防止高压电池500的输出电压突然上升。当高压电池500的输出电压进入正常状态值(例如，约高压电池的80～90％)时，双向转换器200可以被配置为根据自燃料电池控制器100传输的电流限制值执行高压电池500的电流控制。
当燃料电池车辆在突然加速的状态下驱动时，例如，燃料电池车辆的运行模式在步骤S400被切换至突然加速模式，高压电池500可以被配置为放出大量能量以对应于突然加速模式。特别地，因为从高压电池500输出的实际电量可以被电流限制值限制，高压电池500的输出电压可以立即减小以进入低压状态。
因此，双向转换器200，以与上文描述的再生制动状态相似的方式，可以被配置为从电流限制值减去高压电池500的实际电流值以在步骤S410确定差值是否小于约5％的电流限制值。在步骤S420，当差值小于约5％的电流限制值时，双向转换器200可以被配置为随后在预定阶段增加约5％的电流限制值以克服由与突然加速状态相关的过渡状态导致的问题并实现来自高压电池的提高的电流。当高压电池500的输出电流变为正常状态值时，双向转换器200可以被配置为基于从燃料电池控制器100传输的电流限制值执行高压电池500的电流控制。
如上所述，在燃料电池车辆被切换至突然模式(例如，再生制动模式、突然加速模式等)的过渡状态下，与现有技术不同，根据本公开内容的示例性实施方式的方法可以通过双向转换器200自己确定过渡状态，并调整电流限制值，因此更加稳定地从高压电池输出电流，而没有被高压电池500中的瞬时能量导致的颤动。
尽管已结合目前认为实际的示例性实施方式描述了本公开内容，但应当理解的是，本公开内容并不局限于所公开的示例性实施方式，相反，而是旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。
参考标号的说明
100：电池燃料控制器
200：双向转换器
500：高压电池

Claims (18)

1.一种控制燃料电池车辆的方法，所述燃料电池车辆包括：燃料电池系统、高压电池、被配置为控制来自所述燃料电池系统和所述高压电池的能量流的双向转换器、以及被配置为操作所述燃料电池车辆的燃料电池控制器，所述方法包括：
由所述双向转换器在所述燃料电池车辆被驱动时从所述燃料电池控制器接收用于所述高压电池的电流限制值的命令；
由所述双向转换器确定所述燃料电池车辆是否被切换至预定模式；以及
由所述双向转换器在所述燃料电池车辆被切换至所述预定模式时改变所述高压电池的所述电流限制值，并基于所改变的所述电流限制值执行预定控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定模式包括再生制动模式和突然加速模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
当所述燃料电池车辆被切换至所述预定模式时，由所述双向转换器从所述电流限制值减去所述高压电池的电流值；以及
当差值小于预定值时，由所述双向转换器改变所述电流限制值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
当所述燃料电池车辆被切换至所述再生制动模式并且所述差值小于所述预定值时，由所述双向转换器以预定比率减少所述电流限制值。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
当所述燃料电池车辆被切换至所述突然加速模式并且所述差值小于所述预定值时，由所述双向转换器以预定比率增加所述电流限制值。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，与所述差值比较的所述预定值是约5％的所述电流限制值。
7.一种用于控制燃料电池车辆的系统，所述燃料电池车辆包括燃料电池系统和高压电池，所述系统包括：
双向转换器，被配置为控制来自所述燃料电池系统和所述高压电池的能量流；以及
燃料电池控制器，操作为所述双向转换器之上的上位控制器，所述燃料电池控制器被配置为操作所述燃料电池车辆，
其中，所述双向转换器是被程序操作的，并且所述程序包括用于执行控制燃料电池车辆的方法的一系列命令，所述方法包括：
由所述双向转换器在所述燃料电池车辆被驱动时从所述燃料电池控制器接收用于所述高压电池的电流限制值的命令；
由所述双向转换器确定所述燃料电池车辆是否被切换至预定模式；以及
由所述双向转换器在所述燃料电池车辆被切换至所述预定模式时改变所述高压电池的所述电流限制值，并基于所改变的所述电流限制值执行预定控制。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述预定模式包括再生制动模式和突然加速模式。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述双向转换器被配置为：
当所述燃料电池车辆被切换至所述预定模式时，从所述电流限制值减去所述高压电池的电流；以及
当差值小于预定值时，改变所述电流限制值。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述双向转换器被配置为：
当所述燃料电池车辆被切换至所述再生制动模式并且所述差值小于所述预定值时，以预定比率减小所述电流限制值。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述双向转换器被配置为：
当所述燃料电池车辆被切换至所述突然加速模式并且所述差值小于所述预定值时，以预定比率增加所述电流限制值。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，与所述差值比较的所述预定值是约5％的所述电流限制值。
13.一种包含被处理器执行的程序指令的非暂存性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
在燃料电池车辆被驱动时，从燃料电池控制器接收用于高压电池的电流限制值的命令的程序指令；
确定所述燃料电池车辆是否被切换至预定模式的程序指令；以及
当所述燃料电池车辆被切换至所述预定模式时，改变所述高压电池的所述电流限制值，并基于所改变的所述电流限制值执行预定控制的程序指令。
14.根据权利要求13所述的非暂存性计算机可读介质，其中，所述预定模式包括再生制动模式和突然加速模式。
15.根据权利要求14所述的非暂存性计算机可读介质，进一步包括：
当所述燃料电池车辆被切换至所述预定模式时，从所述电流限制值减去所述高压电池的电流的程序指令；以及
当差值小于预定值时，改变所述电流限制值的程序指令。
16.根据权利要求15所述的非暂存性计算机可读介质，进一步包括：
当所述燃料电池车辆被切换至所述再生制动模式并且所述差值小于所述预定值时，以预定比率减小所述电流限制值的程序指令。
17.根据权利要求15所述的非暂存性计算机可读介质，进一步包括：
当所述燃料电池车辆被切换至所述突然加速模式并且所述差值小于所述预定值时，以预定比率增加所述电流限制值的程序指令。
18.根据权利要求15所述的非暂存性计算机可读介质，其中，与所述差值比较的所述预定值是约5％的所述电流限制值。
CN201410206077.4A 2013-10-18 2014-05-15 用于控制燃料电池车辆的方法和系统 Active CN104553842B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0124412 2013-10-18
KR1020130124412A KR101526402B1 (ko) 2013-10-18 2013-10-18 연료 전지 차량의 제어 방법 및 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104553842A true CN104553842A (zh) 2015-04-29
CN104553842B CN104553842B (zh) 2018-10-16

Family

ID=52775381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410206077.4A Active CN104553842B (zh) 2013-10-18 2014-05-15 用于控制燃料电池车辆的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9242575B2 (zh)
KR (1) KR101526402B1 (zh)
CN (1) CN104553842B (zh)
DE (1) DE102014209434B4 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107298093A (zh) * 2016-04-13 2017-10-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系的再生和升压功能的方法
CN108859798A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 现代自动车株式会社 用于燃料电池车辆的发电系统和发电方法
CN109808497A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 现代自动车株式会社 燃料电池车辆系统及其控制方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3331126B1 (en) * 2015-07-28 2019-05-15 Nissan Motor Co., Ltd. Control device for fuel-cell vehicle
US10774741B2 (en) * 2016-01-26 2020-09-15 General Electric Company Hybrid propulsion system for a gas turbine engine including a fuel cell
KR101897338B1 (ko) * 2016-09-05 2018-09-11 현대자동차주식회사 연료전지차량의 셧다운 시스템 및 그 제어방법
DE102017221370A1 (de) * 2017-11-29 2019-05-29 Ford Global Technologies, Llc Brennstoffzellen Plug-in-Hybrid Fahrzeug mit Ladegerät für eine Batterieladung aus dem Netz

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100273072A1 (en) * 2007-12-25 2010-10-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
CN103209855A (zh) * 2010-10-21 2013-07-17 丰田自动车株式会社 电动车辆的电源系统及其控制方法以及电动车辆
CN103441523A (zh) * 2013-07-31 2013-12-11 中国石油大学(华东) 新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置
CN103547043A (zh) * 2013-11-07 2014-01-29 东莞市石龙富华电子有限公司 一种led集中式直流微网供电系统及供电控制方法
CN103754130A (zh) * 2014-01-24 2014-04-30 电子科技大学 用于液氢燃料电池汽车的能量回收利用系统及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3871960B2 (ja) * 2002-04-26 2007-01-24 日産自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池車両
KR100460881B1 (ko) * 2002-06-28 2004-12-09 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 전기자동차의 동력분배 제어시스템및 제어방법
JP4622856B2 (ja) * 2003-06-05 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置、それを搭載した自動車および電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
US20060029845A1 (en) * 2004-08-06 2006-02-09 Masaaki Konoto Fuel cell system
US7180763B2 (en) * 2004-09-21 2007-02-20 Ballard Power Systems Corporation Power converter
KR100645560B1 (ko) * 2004-12-17 2006-11-14 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력 분배 제어방법
JP4873260B2 (ja) * 2007-12-25 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US9331499B2 (en) * 2010-08-18 2016-05-03 Volterra Semiconductor LLC System, method, module, and energy exchanger for optimizing output of series-connected photovoltaic and electrochemical devices
CA2818450C (en) * 2013-06-17 2020-04-07 Mcmaster University Reconfigurable hybrid energy storage system for electrified vehicles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100273072A1 (en) * 2007-12-25 2010-10-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
CN103209855A (zh) * 2010-10-21 2013-07-17 丰田自动车株式会社 电动车辆的电源系统及其控制方法以及电动车辆
CN103441523A (zh) * 2013-07-31 2013-12-11 中国石油大学(华东) 新型模块化共直流母线的新能源发电综合实验装置
CN103547043A (zh) * 2013-11-07 2014-01-29 东莞市石龙富华电子有限公司 一种led集中式直流微网供电系统及供电控制方法
CN103754130A (zh) * 2014-01-24 2014-04-30 电子科技大学 用于液氢燃料电池汽车的能量回收利用系统及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107298093A (zh) * 2016-04-13 2017-10-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系的再生和升压功能的方法
CN107298093B (zh) * 2016-04-13 2019-10-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系的再生和升压功能的方法
CN108859798A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 现代自动车株式会社 用于燃料电池车辆的发电系统和发电方法
CN109808497A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 现代自动车株式会社 燃料电池车辆系统及其控制方法
CN109808497B (zh) * 2017-11-22 2023-07-25 现代自动车株式会社 燃料电池车辆系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014209434A1 (de) 2015-04-23
US20150112530A1 (en) 2015-04-23
DE102014209434B4 (de) 2022-09-29
KR101526402B1 (ko) 2015-06-05
CN104553842B (zh) 2018-10-16
KR20150045136A (ko) 2015-04-28
US9242575B2 (en) 2016-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104553842A (zh) 用于控制燃料电池车辆的方法和系统
CN102897114B (zh) 混合动力车辆中的残余高压的放电技术及其方法
US10131233B2 (en) Battery charging control system and method for vehicle
US9502725B2 (en) Fuel cell system with connector welding prevention
US9379568B2 (en) Method and apparatus for controlling charge of a low-voltage battery
CN104228599B (zh) 用于燃料电池车的紧急启动的系统和方法
US9902285B2 (en) Power net system for fuel cell vehicle and method of controlling the same
US9180785B2 (en) System and method of controlling low-voltage DC/DC converter for electric vehicle
CN112455231B (zh) 电动汽车的预充控制系统、方法及高压上电控制系统
KR20160117310A (ko) 다중 소스 에너지 저장 시스템, 및 에너지 관리 및 제어 방법
US9919604B2 (en) Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
KR20110062178A (ko) 하이브리드 차량의 모터 구동 시스템 및 이의 고장 제어 방법
US20160375777A1 (en) Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
CN103213513A (zh) 燃料电池系统
CN104734274A (zh) 车辆电池充电设备及使用车辆电池充电设备的方法
US9669728B2 (en) System and method for controlling LDC of hybrid vehicle
US10272797B2 (en) Method and system for controlling charging of low-voltage battery
JP2012056462A (ja) 制御装置、制御方法、および、車両電源システム
US11511688B2 (en) System and method for controlling high-voltage relay of vehicle
US11260766B2 (en) System and method for controlling low voltage DC-DC converter for vehicle
JP2019088141A (ja) 車両用電源システム
JP6133623B2 (ja) ２電源負荷駆動システム及び燃料電池自動車
US11565608B2 (en) System and method for controlling low voltage DC converter of fuel cell vehicle
US11155183B2 (en) Method of controlling battery using latching relay and battery system using the same
CN112549997A (zh) 一种氢能源汽车多电源动力系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant