CN105810977B - 用于控制车辆的燃料电池的系统和方法 - Google Patents

用于控制车辆的燃料电池的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105810977B
CN105810977B CN201510599699.2A CN201510599699A CN105810977B CN 105810977 B CN105810977 B CN 105810977B CN 201510599699 A CN201510599699 A CN 201510599699A CN 105810977 B CN105810977 B CN 105810977B
Authority
CN
China
Prior art keywords
opening degree
valve opening
fuel cell
pressure
air
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.)
Active
Application number
CN201510599699.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105810977A (zh
Inventor
权相旭
李宪重
李南遇
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
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN105810977A publication Critical patent/CN105810977A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105810977B publication Critical patent/CN105810977B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04104—Regulation of differential pressures
    • 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
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • 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
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365—Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • 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
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • 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
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • 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
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • 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
    • 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
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于控制车辆的燃料电池的系统和方法。该方法包括通过感测是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态来感测需要加压控制的时间点。响应于感测到需要加压控制，通过将目标空气压力代入数据映射图来导出空气出口所需的阀门开口度。接着基于导出的空气出口阀门开口度来调节燃料电池的空气出口阀门。

Description

用于控制车辆的燃料电池的系统和方法
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种用于控制车辆的燃料电池的系统和方法，其通过防止燃料电池性能劣化和系统故障来确保可变压力控制的可靠性。
背景技术
为了防止燃料电池堆的性能劣化，湿度保持控制是强制性的。特别是，在高温/高输出区域，由于燃料电池的湿度限制性能，电池堆是容易被干燥的。因此，使用了限制输出的方法，但是其可能会引起驾驶者对为了防止电池堆恶化而减小车辆的输出性能产生不满。因此，本发明提出了一种通过在不使用限制输出的方法的情况下操作燃料电池系统来改进湿度状况的方法。
在如图3所示的燃料电池系统中，在高输出/高温状况下，由于湿度限制性能而导致发生性能劣化，并且因此输出从状态1劣化为状态2。为了防止这种性能劣化，也已经提出了一种预先限制输出的方法。然而，这种方法伴随着运转性能的降低，并且因此无法提供基本的解决方案。此外，已经提出了增加运转压力的许多方法以改善系统的湿度状态。
为了增加运转压力，可以使用空气压缩机和开口度调节阀。然而，这可能会增加配件驱动的功耗，并且可能会导致在空气压缩机中产生噪音。在已开发的现有技术中，已经提出了一种仅在通过测量电池堆的含水量或估计湿度而感测到干燥状况的特定条件下执行加压运转的方法。像本发明一样，这种技术采用了可变压力控制。然而，在执行可变压力控制中，本发明提出了一种改进的技术以确保流量/压力控制的可靠性。
作为本发明的背景技术而描述的事项仅仅是为了有助于对本发明背景的理解，而不应该认为是承认这些事项对应于本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的示例性实施例涉及一种用于控制车辆的燃料电池的系统和方法，其通过防止燃料电池性能的劣化和系统故障来确保可变压力控制的可靠性。通过以下说明能够理解本发明的其他目标和优点，并且通过参考本发明的示例性实施例，本发明的其他目标和优点变得显而易见。此外，本发明的目标和优点能够通过所要求保护的手段/装置及其组合来实现，这对于本发明所属领域的技术人员来说是显而易见的。
根据本发明的示例性实施例，一种控制车辆的燃料电池的方法可以包括以下步骤：基于是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态，确定是否需要用于对从空气供给器排出的空气进行加压的加压控制；以及响应于确定出需要加压控制，导出加压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节阀门。确定步骤包括：当燃料电池的输出等于或大于基准输出并且燃料电池的运转温度等于或大于基准温度时，或者当燃料电池处于干燥状态时，确定出需要加压控制。
控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：当在以加压控制所需的阀门开口度调节阀门的加压运转期间发生水淹时，确定是否需要用于将从空气供给器排出的空气的压力改变成常压的常压控制；以及响应于确定出需要加压控制，导出加压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节阀门。
该控制可以包括以下步骤：选择目标空气压力；以及导出符合选定的目标空气压力的阀门开口度命令。从空气供给器排出的空气的流量和目标空气压力可以分别具有在针对空气流量和空气压力的预设限制区域内的值。导出阀门开口度命令的步骤可以包括：使用开口度映射图来导出阀门开口度命令，在所述开口度映射图中预先映射有目标空气压力和符合该目标空气压力的阀门开口度。
在开口度映射图中，基于从空气供给器排出的空气的流量和燃料电池的运转温度，目标空气压力和符合该目标空气压力的阀门开口度可以不同。开口度映射图可以被预先映射为，加压控制期间的开口度小于常压控制期间的开口度。另外，开口度映射图可以被预先映射为，在目标空气压力和空气流量大约相同的状态下，随着燃料电池的运转温度增加，减小所需的阀门开口度。
目标空气压力可以包括常压状态下的第一空气压力和加压状态下的第二空气压力，并且开口度映射图可以被预先映射为，当目标空气压力是第一空气压力时，所需的阀门开口度变为第一开口度，以及当目标空气压力是第二空气压力时，所需的阀门开口度变为第二开口度。
此外，开口度映射图可以被预先映射为，当目标空气压力处于目标空气压力从第一空气压力向第二空气压力增加的区间中时，将所需的阀门开口度减小到第一开口度和第二开口度之间。开口度映射图可以被预先映射为，基于空气流量的变化，以迟滞的方式改变所需的阀门开口度。开口度映射图可以被预先映射为，随着时间推移改变所需的阀门开口度，并且以限制最大转换速率的方式改变。
控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：当加压控制完成时，将化学当量比(SR)的最大值固定到最小值。此外，控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：在常压控制期间，基于阀门开口度的增加，增加化学当量比(SR)的最大值。固定步骤可以包括：调节SR的最大值，使得以一斜率逐渐减小在加压控制完成之前的SR的最大值，并且当加压控制完成时达到最小值。
加压控制完成时间的确定可以是基于通过计算：(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)而得到的加压比率的计算，并且当前开口度可以是当前时刻的阀门开口度，第一开口度可以是当空气压力是常压时所需的开口度，第二开口度可以是当加压控制完成时的开口度。加压比率可以具有0和1之间的值，SR的最大值可以与加压比率的增加成反比，并且当加压比率是1时，SR的最大值可以等于SR的最小值。
控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：通过计算(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)来计算加压比率，并且当前开口度可以是当前时刻的阀门开口度，第一开口度可以是当空气压力是常压时所需的开口度，第二开口度可以是当加压控制完成时的开口度。控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：基于所计算的加压比率的增加，增加目标氢气压力。
控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：基于从空气供给器排出的空气流量的增加，增加目标氢气压力，其中基于空气流量的增加而增加的目标氢气压力的水平基于加压比率而不同。此外，控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，限制燃料电池的输出。控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，最大限度地增加阀门开口度。
此外，控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，限制空气供给器的最大每分钟转数(PRM)。控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，固定化学当量比(SR)的最大值。控制燃料电池的方法还可以包括以下步骤：当燃料电池的电池电压的偏差等于或大于预定值时，最大限度地增加阀门开口度。
根据具有上述配置的用于控制车辆的燃料电池的方法，可以防止燃料电池性能劣化和系统故障，由此可以确保可变压力控制的可靠性。通过调节空气出口侧的开口度调节阀门，可以调节空气压力，以防止由开口度的急剧改变而引起的空气压力的急剧改变。因此，可以在不偏离运转限制区域的情况下执行运转。此外，可以最优地调节氢气供给压力和空气供给SR，甚至提出了一种调节空气开口度时的故障安全运转策略，以确保开口度控制的可靠性。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点将更加清楚。
图1是示出根据现有技术的车辆的燃料电池系统的配置的图。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法的流程图。
图3是示出根据现有技术的车辆的燃料电池的性能劣化的图。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的数据映射图。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的空气流量和空气出口的阀门开口度之间的关系的曲线图。
图6和图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的空气出口的阀门开口度的曲线图。
图8到图10是示出根据本发明发热示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的SR、压力比和氢气压力的曲线图。
图11到图13是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的与可变开口度控制关联的故障安全控制的流程图。
图14是示出根据本发明的示例性实施例的根据温度改变空气流量和阀门开口度的曲线图。
图15是示出根据本发明的示例性实施例的基于相对湿度估计的SR可变控制的图。
具体实施方式
应当理解，在此使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似的术语包括一般机动车辆，例如客运汽车(包括运动型多功能车辆(SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水运工具(包括各种艇和船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源得到的燃料)。如在此提到的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，既有汽油动力又有电动力的车辆。
虽然示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可以由一个或复数个模块执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储模块，并且处理器被具体配置为运行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。
而且，本发明的控制逻辑可以被体现为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读媒介，其包含可执行程序指令，可执行程序指令由处理器、控制器/控制单元等执行。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在联网的计算机系统中，使得计算机可读媒介以分布式方式例如由远程信息处理服务器或者控制器局域网(CAN)存储和执行。
在此使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并非意图限制本发明。如在此使用的，单数形式“一”、“一个/一种”以及“该/所述”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指出。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所叙述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如在此使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项目中的一个或多个的任何组合以及全部组合。
下面将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同形式体现，并且不应被解释为限制于本文所述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例是为了使得本公开将是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在本公开中，在本发明的所有附图和示例性实施例中，相同的附图标记指代相同的部件。
图1是示出根据现有技术的车辆的燃料电池系统的配置的图，并且图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法的流程图。图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的数据映射图(data map)，并且图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的控制方法中的空气流量和空气出口的阀门开口度之间的关系的曲线图。图6和图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的空气出口的阀门开口度的曲线图。图8到图10是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的SR、压力比和氢气压力的曲线图。图11到图13是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的与可变开口度控制关联的故障安全控制的流程图。图14是示出根据本发明的示例性实施例的根据温度改变空气流量和阀门开口度的曲线图。图15是示出根据本发明的示例性实施例的基于相对湿度估计的SR可变控制的图。
图1是示出车辆的燃料电池系统的配置的图。燃料电池系统包括氢气供给系统、空气供给系统、冷却系统和单独的燃料电池负载装置。空气供给系统包括用于供给空气的空气鼓风机200、用于加湿的加湿器300和用于空气压力控制的单独的出口开口度调节阀门400。氢气供给系统包括氢气供给阀门500、氢气出口冷凝水阀门、氢气净化阀门和氢气再循环装置600。冷却系统包括被配置为供给冷却水的水泵、被配置为冷却水散热的散热器和散热器风扇、以及被配置为用于调节散热器回路和旁路回路中的水量的恒温器(thermostat)700。燃料电池负载装置可以被用于在燃料电池100的预热或启动/关闭期间防止电池堆电压的增加。燃料电池负载装置可以是电阻器、可充电高压蓄电池或其他负载装置。
在本发明中，燃料电池100的温度可以由冷却水恒温器700来测量，并且控制器可以被配置为调节空气供给器200或燃料电池空气出口阀门400的开口度。此外，控制器可以被配置为通过操作氢气供给阀门500或氢气再循环装置600来调节空气和氢气压力以及SR。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法的流程图。在该流程图中，控制方法的主体可以是被配置为执行该方法的控制器。根据本发明的示例性实施例的一种用于控制车辆的燃料电池的方法可以包括：通过感测是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态来感测需要加压控制的时间点(S200)；响应于感测到需要加压控制，通过将目标空气压力代入数据映射图来导出所需的空气出口阀门开口度(S300)；以及基于导出的空气出口阀门开口度来调节燃料电池的空气出口阀门400(S400)。
换句话说，控制器可以被配置为基于是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态，确定是否需要用于对从空气供给器200排出的空气进行加压的加压控制，并且响应于确定出需要加压控制，控制器可以被配置为导出加压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节该阀门。当最初选择了用于加压控制的目标空气压力时，可以导出符合(follow)选定的目标空气压力的阀门开口度命令，由此可以基于导出的阀门开口度来调节阀门。
控制器还可以被配置为当燃料电池100的运转温度等于或大于基准温度并且燃料电池100的输出等于或大于基准输出时，或者当燃料电池100处于干燥状态时，确定出需要加压控制。从空气供给器200排出的空气的流量和目标空气压力可以分别具有在针对空气流量和空气压力的预设限制区域内的值。在图4中，由虚线表示的部分c指示作为预设限制区域的运转限制区域。当在偏离运转限制区域的区域内执行运转时，空气供给器200可能被损坏，因此需要增加运转限制区域中的压力。
可以从开口度映射图中导出阀门开口度命令，在该开口度映射图中，可以预先映射目标空气压力和符合该目标空气压力的阀门开口度。在开口度映射图中，基于从空气供给器200排出的空气的流量和燃料电池的运转温度，可以不同地预先映射目标空气压力和符合该目标空气压力的阀门开口度。此外，开口度映射图可以被预先映射为，将加压控制期间的开口度减小到小于常压控制期间的开口度。此外，当运转温度低于预设的基准温度时，可以对应于常压控制，因此可以使用与常压控制对应的预先映射的开口度映射图。
目标空气压力可以被划分成在常压状态下的第一空气压力和在加压状态下的第二空气压力。特别地，开口度映射图可以被预先映射为，当目标空气压力是第一空气压力时，将阀门开口度映射为第一开口度，并且当目标空气压力是第二空气压力时，将阀门开口度映射为第二开口度。此外，开口度映射图可以被预先映射为，当目标空气压力处于目标空气压力从第一空气压力向第二空气压力增加的区间中时，所需的阀门开口度降低到第一开口度和第二开口度之间。
特别地，开口度映射图可以被预先映射为，基于空气流量的变化，以迟滞(hysteresis band)的方式改变所需的阀门开口度。此外，开口度映射图可以被预先映射为，当最大转换速率受限时，随着时间推移/逐渐改变所需的阀门开口度。即使当目标空气压力非常高时，在流量增加时开口度值可以是相同的，并且可以基于空气流量的增加来增加目标空气压力。基于空气流量的增加，阀门开口度可以保持不变，但是当控制从常压控制改变成加压控制时，可以减小开口度值。
此外，当在需要加压控制并且以加压控制所需的阀门400的开口度调节阀门的状态下，在燃料电池100中发生水淹(flooding)时，可以导出常压控制所需的、用于将从空气供给器200排出的空气压力改变成常压/大气压力(atmosphere pressure)的阀门400的开口度，并且可以基于导出的阀门开口度调节阀门400。
在燃料电池100的情况下，通过调节在空气出口侧的将空气排放到外部的阀门400，可以调节燃料电池的空气压力。燃料电池可以处于执行正常运转的正常状态中的常压，以及可以处于燃料电池以大于正常状态中的常压的压力提供高输出的加压条件。通常，最初可以执行用于使燃料电池在常压下运转的常压控制(S100)。接着，可以通过感测是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态来感测需要加压控制的时间点(S200)。
具体地，当燃料电池的输出等于或大于基准输出且温度等于或大于基准温度时，控制器可以被配置为感测到需要加压控制(S200)。换句话说，可能需要高输出，或者可能预期到燃料电池的干燥。与此相反，当需要低输出或者发生水淹时，需要常压控制。响应于感测到需要加压控制，可以通过将目标空气压力代入数据映射图来导出所需的空气出口阀门开口度(S300)。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的数据映射图，并且示出了目标空气压力和空气流量之间的关系。在高输出条件下可以增加目标空气压力，并且可以执行加压控制。图中位于下方的下部曲线是在常压条件下的曲线b，并且当压力等于或大于预设压力时，移动到加压条件下的曲线a。曲线图外的边界线指示运转限制区域。因此，即使当执行加压运转时，曲线图也应该基本上位于运转限制区域c内。
通常，在相同的鼓风机转速(RPM)下，随着系统压力增大，可以降低鼓风机的排放流量，并且当偏离运转限制区域执行运转时，可能损坏鼓风机。因此，可以增加运转限制区域中的压力。在加压运转的情况下，在低输出期间偏离运转限制区域而执行运转时，会导致发生问题。另外，在低输出期间进行加压的情况下，压力增加的量可能是不显著的，因此加压效果可能是微小的。因此，考虑到稳定性和有效性，可以在高输出期间执行可变压力运转。
为了使加压效果最大化，在加压期间的目标空气压力可以被设置为在直到刚好在运转限制区域之前的区域(需要确保余量)执行运转，并且根据情况，可以在中/高输出期间执行该加压。符合目标压力的开口度率可以被预先设定并且存储在控制器中作为映射图。
虽然可以通过实时反馈空气出口侧的压力来执行开口度控制，而不使用开口度映射图，但是对于该控制，可能需要更精确的压力传感器和具有高响应性的开口度控制执行器，并且由于影响压力的干扰，会增加不稳定控制要素。因此，可以通过前期实验设定与目标压力对应(例如，符合)的开口度映射图，以存储在控制器的存储器中，并且可以调节实际角度以符合开口度控制映射图(例如，数据映射图)。
此外，在数据映射图中，基于流量的增加，可以减少开口度的量以增加压力，基于燃料电池的运转温度，可以使开口度的量不同(例如，基于运转温度，符合目标压力的开口度的量可以不同)。此外，根据加压或常压的转变基准(shift reference)，在相当高的温度下且在中/高输出状态下可以执行加压运转，而在相当低的温度下或者在低输出状态下可以执行常压运转。此外，当感测到干燥状况时，可以在没有任何条件的情况下执行加压运转，而不管运转温度如何，并且当在加压运转期间由于发生水淹等而导致产生电池电压偏差时，可以立即返回常压运转。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的燃料电池的方法中的空气流量和空气出口的阀门开口度之间的关系的曲线图。当空气流量和燃料电池的温度被确定时，可以使用所示的曲线图来确定空气出口的阀门开口度。另外，空气出口的阀门开口度的曲线图收敛到预定的收敛值d。具体地，可以使用如图4所示的目标空气压力来导出空气流量，并且可以使用空气流量和燃料电池的温度来导出空气出口的阀门开口度。在导出期间，与目标空气压力和空气流量相关的曲线图可以位于运转限制区域内。
在导出期间，如图6所示，可以以按一斜率与空气流量成反比地调节空气出口的阀门开口度。此外，如图7所示，可以以按一斜率与燃料电池的温度成反比地调节空气出口的阀门开口度收敛值。换句话说，在设定开口度控制数据映射图时，可以基于空气流量来设定开口度映射图，并且可以将预定斜率应用于开口度映射图基于空气流量而变化的过渡区间，以除去由于开口度的急剧变化而导致的不稳定的控制要素(参照图14)。此外，为了防止开口度相对于空气流量的变化和温度的变化而灵敏地变化，可以使用如图所示的迟滞方式。具体地，可以针对开口度随时间推移的变化，限制转换速率，由此可以限制随时间推移的急剧变化。
用于控制燃料电池的方法还可以包括SR控制，其用于当加压控制完成时，将燃料电池的化学当量比(SR)的最大值调节到最小值SR_Lo。此外，在SR控制期间，如图8所示，SR的最大值可以被调节为以一斜率逐渐降低并且达到最小值SR_Lo。换句话说，SR的最大值可以被调节为从加压控制完成之前的SR以一斜率逐渐降低，并且当加压控制完成时，变成最小值SR_Lo。
加压控制完成时间的确定可以基于通过计算(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)而得到的加压比率的计算，其中当前开口度是在当前时刻的阀门开口度，第一开口度是当空气压力是常压时所需的开口度，第二开口度是当加压控制完成时的开口度。图8示出了SR的最大值可以从SR最大值SR_Hi以一斜率降低到SR最小值SR_Lo。在常压控制期间，可以基于阀门开口度的增加而增加SR的最大值。
此外，考虑到直到实际加压完成的过渡区间，可以引入加压比率概念(例如，开口度命令是否达到最终目标压力命令以及实际开口度是否达到最终目标压力开口度均被考虑)。加压比率可以具有0到1之间的值。当加压比率为1时，SR的最大值可以是SR最小值SR_Lo，而当加压比率为0时，SR的最大值可以具有SR最大值SR_Hi。SR的最大值可以与加压比率的增加成反比。当加压比率为1时，实际开口度达到加压运转的最终目标开口度，并且SR的最大值变为等于SR的最小值。在加压比率达到1之前，SR的最大值可以线性降低到SR最小值SR_Lo。
此外，SR控制可以被执行(S600)为，基于加压比率以一斜率降低燃料电池的SR。SR控制中的斜率可以是连接(加压比率0，最大值)和(加压比率1，最小值)这两点的斜率。因此，在加压控制期间，可以调节空气出口的阀门开口度和SR最大值，并且可以基于加压比率，缓慢减小SR最大值。当加压比率为1(其对应于加压完成)时，SR最大值可以最终收敛到SR最小值。
在导出加压比率之后，如图10所示，可以使用斜率基于空气流量的增加而增加的曲线图来调节氢气供给压力，随着加压比率的增加而增加斜率(S700)。图10示出随着加压比率从0增加到1，可以增加氢气供给压力和它的收敛值。在调节开口度之后，可以通过(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)来计算加压比率，并且可以基于从空气供给器排出的空气流量的增加而增加目标氢气压力。
基于空气流量的增加而增加的目标氢气压力的水平可以基于加压比率而不同(例如，当前开口度是在当前时刻的阀门开口度，第一开口度是当空气压力为常压时所需的开口度，第二开口度是当加压控制完成时的开口度)。例如，随着计算出的加压比率的增加，可以增加目标氢气压力。
在燃料电池系统中，需要保持阳极侧压力大于阴极侧压力适当水平。因此，需要基于空气压力的增加而增加氢气供给压力，并且与上述同样地，可以根据表示加压比率的加压比率信息来设定目标氢气压力。在过渡区间，可以使用加压下(加压比率为1)的目标氢气压力和常压下(加压比率为0)的目标氢气压力的中间值。
此外，当燃料电池的空气供给系统或氢气供给系统出错时(例如，发生错误或发生故障)，可以执行用于打开所有空气出口阀门的安全逻辑(S800)。特别地，当空气出口的阀门开口度的目标控制值与当前开口度值之间的差值等于或大于预定值时，或者当燃料电池的电池电压的偏差等于或大于预定值时，可以完全打开空气出口阀门。
参考图11到图13，当发生电池电压偏差时，认为当前状况是水淹状况，并且基于电池电压偏差的水平，可以以额外空气供给、额外氢气净化和输出限制的顺序来执行控制。另外，当与可变压力运转关联地感测到电池电压偏差(例如，感测到与额外空气供给水平对应的电池电压偏差)时，上述控制可以被执行为不执行加压运转。
特别地，当在加压运转期间感测到电池电压偏差时，开口度可以处于全开状态，并且加压运转可以切换到常压运转。同时，SR可变运转(例如，常压运转，并且在这种情况下，增加SR最大值)可以被自动设定为有助于将水排放到外部，由此可以克服水淹状况。特别地，即使当电池电压偏差减轻时，运转状态也可以不立即转变到加压运转状态，而是在加压运转再次变为可能之前，可以执行低输出常压运转。当基于电池电压偏差是否减轻而立即转变常压/加压运转时，系统运转可能会由于开口度控制的频繁改变而变得不稳定。
当开口度被调节为小于预期的开口度命令时，即在关闭方向上，可以在运转限制区域之外执行运转(浪涌(surge)运转)，因此可以执行输出限制、鼓风机运转限制、开口度全开尝试以及固定的SR运转。可以适当选择开口度误差的程度和感测时间。当开口度被调节为大于预期的开口度命令时，即在打开方向上，加湿状况可能被减弱，因为期望的加压运转没有被执行。此外，控制器可以被配置为感测加湿状况是否减弱(例如，IV斜率特性、阻抗测量以及高温暴露)，接着可以执行恢复控制(例如，降低与高温输出限制对应的基准温度、强制冷却、SR最小化、蓄电池充电、或者使用燃料电池负载进行燃料电池的水生成运转)。
即使当在空气/氢气供给系统中发生问题或故障时(例如，空气流量传感器的故障或错误、鼓风机的紧急运转或氢气供给器的紧急运转)，可以执行完全打开开口度的操作。通过上述故障安全策略，可以最大限度地防止燃料电池性能的劣化和系统故障，并且因此可以确保可变压力控制的可靠性。
换句话说，可以将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较，并且当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，可以限制燃料电池的输出。当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，可以最大地增加阀门开口度。此外，当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，可以限制空气供给器200的最大RPM，并且可以固定SR。当由于加压控制而使得燃料电池的电池电压的偏差等于或大于预定值时，可以最大地增加阀门开口度。
参考图15，在相对湿度(RH)估计模型中，如该图所示，可以使用电流、空气流量和温度信息来估计阴极出口侧的相对湿度，并且SR确定器可以被配置为基于所估计的相对湿度来确定目标SR。特别地，在确定SR时，如该图所示，可以使用映射图类型控制，并且可以基于目标相对湿度来反馈所估计的相对湿度以执行PI控制。
作为相对湿度估计模型的内部参数，阴极的进口和出口上的压力是必要的，并且可以使用流量的压力实验映射图，而不使用任何单独的压力传感器。特别地，在加压运转期间，可以基于空气流量和阀门开口度来改变压力，这会对相对湿度估计值的计算产生影响。即使在可变压力运转期间，为了采用更精确的相对湿度估计模型，需要使用基于可变压力运转状况下的开口度的压力变化数据，由此增加了复杂性。因此，可以将常压运转期间的条件应用到相对湿度估计模型，并且在加压运转期间，可以不执行SR可变控制本身。
根据具有上述配置的用于控制车辆的燃料电池的方法，可以防止燃料电池性能劣化和系统故障，由此可以确保可变压力控制的可靠性。可以通过对空气出口侧的阀门进行开口度调节来调节空气压力，并且开口度调节可以被执行以防止开口度的急剧改变而引起的空气压力的急剧改变。因此，可以在不偏离运转限制区域的情况下执行运转。此外，可以最优地调节氢气供给压力和空气供给SR，甚至提出了一种调节空气开口度时的故障安全操作策略，以确保开口度控制的可靠性。
虽然已经针对特定的示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变化和修改。

Claims (28)

1.一种控制车辆的燃料电池的方法，所述方法包括以下步骤：
基于是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态，由控制器确定是否需要用于对从空气供给器排出的空气进行加压的加压控制；以及
响应于确定出需要加压控制，由所述控制器导出加压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节阀门，
还包括以下步骤：由所述控制器通过计算：(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)来计算加压比率，其中所述当前开口度是当前时刻的阀门开口度，所述第一开口度是当空气压力是常压时所需的开口度，所述第二开口度是当加压控制完成时的开口度，以及
由所述控制器基于所计算的加压比率的增加或者基于从所述空气供给器排出的空气的流量的增加，来增加目标氢气压力。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定步骤包括：
当燃料电池的输出等于或大于基准输出并且燃料电池的运转温度等于或大于基准温度时，或者如果燃料电池处于干燥状态，则确定出需要加压控制。
3.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
当在以加压控制所需的阀门开口度调节阀门的加压运转期间发生水淹时，由所述控制器确定是否需要用于将从所述空气供给器排出的空气的压力改变成常压的常压控制；以及
响应于确定出需要常压控制，由所述控制器导出常压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节阀门。
4.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
由所述控制器选择目标空气压力；以及
由所述控制器导出符合选定的目标空气压力的阀门开口度命令。
5.如权利要求4所述的方法，其中从所述空气供给器排出的空气的流量和目标空气压力分别具有在针对空气流量和空气压力的预设限制区域内的值。
6.如权利要求4所述的方法，其中导出阀门开口度命令的步骤包括：
使用开口度映射图来导出阀门开口度命令，在所述开口度映射图中预先映射有目标空气压力和符合该目标空气压力的阀门开口度。
7.如权利要求6所述的方法，其中在所述开口度映射图中，基于从空气供给器排出的空气的流量和燃料电池的运转温度，不同地预先映射目标空气压力和符合该目标空气压力的阀门开口度。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述开口度映射图被预先映射为，加压控制期间的开口度小于常压控制期间的开口度。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述开口度映射图被预先映射为，当目标空气压力和空气流量被确定时，随着燃料电池的运转温度增加，减小所需的阀门开口度。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述目标空气压力包括常压状态下的第一空气压力和加压状态下的第二空气压力，并且所述开口度映射图被预先映射为，当所述目标空气压力是所述第一空气压力时，将所需的阀门开口度调节为第一开口度，以及当所述目标空气压力是所述第二空气压力时，将所需的阀门开口度调节为第二开口度。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述开口度映射图被预先映射为，当所述目标空气压力处于目标空气压力从所述第一空气压力向所述第二空气压力增加的区间中时，将所需的阀门开口度减小到所述第一开口度和所述第二开口度之间。
12.如权利要求7所述的方法，其中所述开口度映射图被预先映射为，基于空气流量的变化，以迟滞的方式改变所需的阀门开口度。
13.如权利要求6所述的方法，其中所述开口度映射图被预先映射为随着时间推移在预定范围内改变所需的阀门开口度。
14.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
当加压控制完成时，由所述控制器将空气供给化学当量比的最大值固定到预定的最小值。
15.如权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：
在常压控制期间，基于阀门开口度的增加，由所述控制器增加空气供给化学当量比的最大值。
16.如权利要求14所述的方法，其中固定步骤包括：
调节所述空气供给化学当量比的最大值，使得以一斜率逐渐减小在加压控制完成之前的空气供给化学当量比的最大值，并且当加压控制完成时达到所述预定的最小值。
17.如权利要求16所述的方法，其中加压控制完成时间的确定是基于通过计算：(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)而得到的加压比率的计算，
其中所述当前开口度是当前时刻的阀门开口度，所述第一开口度是当空气压力是常压时所需的开口度，所述第二开口度是当加压控制完成时的开口度。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述加压比率具有0和1之间的值，所述空气供给化学当量比的最大值与所述加压比率的增加成反比，并且如果所述加压比率是1，则所述空气供给化学当量比的最大值等于所述预定的最小值。
19.如权利要求1所述的方法，其中基于空气流量的增加而增加的目标氢气压力的水平基于所述加压比率而不同。
20.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
由所述控制器将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及
当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，由所述控制器限制燃料电池的输出。
21.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
由所述控制器将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及
当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，由所述控制器最大地增加阀门开口度。
22.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
由所述控制器将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及
当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，由所述控制器限制所述空气供给器的最大每分钟转数。
23.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
由所述控制器将导出的阀门开口度与检测到的实际的阀门开口度进行比较；以及
当导出的阀门开口度大于实际的阀门开口度时，由所述控制器固定空气供给化学当量比的最大值。
24.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
当燃料电池的电池电压的偏差等于或大于预定值时，由所述控制器最大地增加阀门开口度。
25.一种控制车辆的燃料电池的系统，包括：
存储器，其被配置为存储程序指令；以及
处理器，其被配置为执行所述程序指令，所述程序指令当被执行时被配置为：
基于是否额外需要燃料电池的输出或者燃料电池是否处于干燥状态，确定是否需要用于对从空气供给器排出的空气进行加压的加压控制；以及
响应于确定出需要加压控制，导出加压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节阀门，
还包括通过计算：(当前开口度–第一开口度)/(第二开口度–第一开口度)来计算加压比率，其中所述当前开口度是当前时刻的阀门开口度，所述第一开口度是当空气压力是常压时所需的开口度，所述第二开口度是当加压控制完成时的开口度，以及
基于所计算的加压比率的增加或者基于从所述空气供给器排出的空气的流量的增加，增加目标氢气压力。
26.如权利要求25所述的系统，其中所述确定包括如下程序指令，所述程序指令当被执行时还被配置为：
当燃料电池的输出等于或大于基准输出并且燃料电池的运转温度等于或大于基准温度时，或者如果燃料电池处于干燥状态，则确定出需要加压控制。
27.如权利要求25所述的系统，其中所述程序指令当被执行时还被配置为：
当在以加压控制所需的阀门开口度调节阀门的加压运转期间发生水淹时，确定是否需要用于将从空气供给器排出的空气的压力改变成常压的常压控制；以及
响应于确定出需要常压控制，导出常压控制所需的阀门开口度，并且基于导出的阀门开口度来调节阀门。
28.如权利要求25所述的系统，其中所述程序指令当被执行时还被配置为：
选择目标空气压力；以及
导出符合选定的目标空气压力的阀门开口度命令。
CN201510599699.2A 2015-01-19 2015-09-18 用于控制车辆的燃料电池的系统和方法 Active CN105810977B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0008867 2015-01-19
KR1020150008867A KR101755781B1 (ko) 2015-01-19 2015-01-19 차량 연료전지의 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105810977A CN105810977A (zh) 2016-07-27
CN105810977B true CN105810977B (zh) 2020-12-08

Family

ID=56293821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510599699.2A Active CN105810977B (zh) 2015-01-19 2015-09-18 用于控制车辆的燃料电池的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10074863B2 (zh)
KR (1) KR101755781B1 (zh)
CN (1) CN105810977B (zh)
DE (1) DE102015216832A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10871519B2 (en) 2017-11-07 2020-12-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell stack prediction utilizing IHOS
US10714767B2 (en) 2017-12-07 2020-07-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell air system safe operating region
US10971748B2 (en) * 2017-12-08 2021-04-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Implementation of feedforward and feedback control in state mediator
US10590942B2 (en) 2017-12-08 2020-03-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Interpolation of homotopic operating states
US10665875B2 (en) 2017-12-08 2020-05-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Path control concept
US11482719B2 (en) 2017-12-08 2022-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Equation based state estimate for air system controller
US10985391B2 (en) 2018-03-06 2021-04-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Real time iterative solution using recursive calculation
US10547070B2 (en) 2018-03-09 2020-01-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. STL actuation-path planning
KR102614135B1 (ko) * 2018-05-24 2023-12-13 현대자동차주식회사 연료전지의 공기 공급 제어방법 및 제어시스템
CN109411784B (zh) * 2018-12-11 2024-04-12 中国重汽集团济南动力有限公司 一种商用车燃料电池发动机供气系统
US10862143B2 (en) * 2019-01-30 2020-12-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Turbo compressor path and rate control
JP7299196B2 (ja) * 2020-06-12 2023-06-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
CN112635795B (zh) * 2020-12-21 2022-02-01 东风汽车集团有限公司 一种燃料电池空气压力调节装置及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6602628B2 (en) * 2000-03-24 2003-08-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for fuel cell
CN101120475A (zh) * 2005-02-11 2008-02-06 罗伯特·博世有限公司 具有配量单元的燃料电池设备
CN102410693A (zh) * 2011-12-08 2012-04-11 合肥美的荣事达电冰箱有限公司 冰箱的制冷系统、具有它的冰箱及其控制方法
CN104170142A (zh) * 2012-03-13 2014-11-26 日产自动车株式会社 燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4575551B2 (ja) * 2000-05-30 2010-11-04 本田技研工業株式会社 燃料電池用ガス供給装置
KR100811805B1 (ko) 2004-04-13 2008-03-10 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 연료 전지용 제어 장치 및 제어 방법
JP4953151B2 (ja) 2005-01-11 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2007172971A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
US7517600B2 (en) 2006-06-01 2009-04-14 Gm Global Technology Operations, Inc. Multiple pressure regime control to minimize RH excursions during transients
US20070287041A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Alp Abdullah B System level adjustments for increasing stack inlet RH
JP2009043596A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP5488605B2 (ja) 2009-09-16 2014-05-14 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御装置及び制御方法
JP5156797B2 (ja) * 2010-06-17 2013-03-06 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
KR101394677B1 (ko) 2012-06-08 2014-05-13 현대자동차주식회사 연료전지 시스템 운전 방법
KR101350183B1 (ko) * 2013-02-22 2014-01-09 기아자동차주식회사 연료전지용 상대습도 및 응축수 추정기를 이용한 응축수 드레인 제어 방법
KR101592720B1 (ko) * 2014-07-02 2016-02-19 현대자동차주식회사 연료전지 시스템의 운전 제어 방법
JP6168028B2 (ja) * 2014-11-05 2017-07-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6602628B2 (en) * 2000-03-24 2003-08-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for fuel cell
CN101120475A (zh) * 2005-02-11 2008-02-06 罗伯特·博世有限公司 具有配量单元的燃料电池设备
CN102410693A (zh) * 2011-12-08 2012-04-11 合肥美的荣事达电冰箱有限公司 冰箱的制冷系统、具有它的冰箱及其控制方法
CN104170142A (zh) * 2012-03-13 2014-11-26 日产自动车株式会社 燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015216832A1 (de) 2016-07-21
CN105810977A (zh) 2016-07-27
US20160211536A1 (en) 2016-07-21
KR101755781B1 (ko) 2017-07-10
KR20160089598A (ko) 2016-07-28
US10074863B2 (en) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105810977B (zh) 用于控制车辆的燃料电池的系统和方法
US10760474B2 (en) Control method for cooling system
US9947949B2 (en) Method for controlling power threshold value of fuel cell
US20160006049A1 (en) System and method of controlling air blower for fuel cell vehicle
US11329302B2 (en) Control method and system of fuel cell system
JP6766638B2 (ja) 燃料電池冷却システム
US9876239B2 (en) Fuel cell system and method for controlling the same
US20170263960A1 (en) Fuel cell system and control method of the same
US9531019B2 (en) Fuel cell system and method for controlling the same
US20150219104A1 (en) Method of determining circulation state of cooling water
US10062916B2 (en) Control method and system of fuel cell system
US10396374B2 (en) Fuel cell cooling system
CN109428098B (zh) 用于控制燃料电池的氢供给的方法和系统
US10629928B2 (en) Fuel cell system and control method of fuel cell system
CN111852641B (zh) 节温器诊断方法及系统、发动机冷却系统及电子控制器
US20190181477A1 (en) Implementation of feedforward and feedback control in state mediator
CN106469818B (zh) 用于改善燃料电池系统的电池堆性能的装置和方法
JP2003168467A (ja) 車両用燃料電池システムの制御装置
KR101795176B1 (ko) 연료전지차량의 공기압력 제어방법 및 시스템
US10947982B2 (en) Method of determining circulation state of cooling water
US10930945B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
CN111997765A (zh) 应用于天然气发动机供气系统的喷射控制方法和设备
CN112635787A (zh) 燃料电池的冷却控制系统和方法
CN114763080A (zh) 一种燃料电池系统的环境适应控制方法及装置
CN116259785B (zh) 大功率燃料电池入水温度控制方法、装置、介质和车辆

Legal Events

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