CN106143176B - 用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法，该电力网系统包括：二极管，其具有连接到燃料电池堆的输出级的第一端；燃料电池负载装置，其在燃料电池堆的输出级与二极管之间被分支并连接；第一继电器，布置在燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置之间，并且被配置成使燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置连接或断开；以及第二继电器，其具有连接到二极管的第二端的第一端，以及连接在第一继电器与燃料电池负载装置之间的第二端。

Description

用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法

技术领域

本发明的实施例总的来说涉及一种用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法，更具体涉及这样一种用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法，其能够去除燃料电池堆处的电压，并消耗再生制动能。

背景技术

燃料电池系统可应用于环境友好型车辆，例如氢燃料电池车。燃料电池系统通常包括：例如，用于从电化学反应产生电能的燃料电池堆、用于向燃料电池堆供给燃料(例如氢)的燃料供给装置、用于供给以供电化学反应的空气(例如氧)的空气供给装置(例如氧化器)、以及热和水管理系统，用于通过向外部排放燃料电池堆的电化学反应产物(例如热量)，来控制燃料电池堆的工作温度，并执行水管理。

用于降低燃料电池堆处电压的燃料电池负载装置，通常被连接到燃料电池堆，以便在燃料电池车操作期间或操作之后去除燃料电池堆内的氧气。当通过燃料电池负载装置消耗电流时，被引入到燃料电池堆中的氧连同保留在阳极中的氢一同被去除。如果保留在阳极中的氢不足，则不可能消耗掉氧气。为了防止出现上述问题，可利用周期性地向阳极供给氢的唤醒技术。

与内燃机车中不同，燃料电池系统需要独立的后处理过程，该后处理过程在启动停止后，通过除去保留在燃料电池堆中的空气来降低燃料电池堆处的电压，以防止燃料电池堆损坏，并且防止燃料电池堆暴露于高电压。如果在氧气保留在阳极中时形成电压，则阴极侧上的碳被腐蚀和损坏。为了解决这个问题，需要一种在引入氧气时除去燃料电池堆内的氧气、防止引入额外的氧气、并且去除所引入的氧气的步骤。在燃料电池车与另一物体发生碰撞时或者燃料电池系统发生故障时，利用燃料电池负载装置降低燃料电池堆处的电压，从而可以防止燃料电池堆暴露于高电压。

发明内容

本发明的实施例涉及一种用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法，该电力网系统能够去除燃料电池堆处的电压，并消耗再生制动能。

根据本发明的实施例，用于燃料电池车的电力网系统可包括：二极管，其具有连接到燃料电池堆的输出级的第一端；燃料电池负载装置，其在燃料电池堆的输出级与二极管之间被分支并连接；第一继电器，布置在燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置之间，并且被配置成使燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置连接或断开；以及第二继电器，其具有连接到二极管的第二端的第一端，以及连接在第一继电器与燃料电池负载装置之间的第二端。

该电力网系统还可包括连接到节点的逆变器，该节点被配置成使二极管的另一端与第二继电器的第一端连接。

该电力网系统还可包括转换器，该转换器连接于燃料电池堆与逆变器之间的主总线级，并且被配置成控制主总线级处的电压。

当接通第一继电器而使燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置连接时，燃料电池堆处的电压通过燃料电池负载装置而减小。

当接通第二继电器而使逆变器与燃料电池负载装置连接时，由连接于逆变器的电动机的再生制动所产生的能量，通过燃料电池负载装置而被消耗。

不同时接通第一继电器和第二继电器。

此外，根据本发明的实施例，一种用于燃料电池车的电力网系统的操作方法，可包括以下步骤：当发生涉及燃料电池车的碰撞时，通过接通第一继电器使燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置连接，同时控制被连接到高压电池的转换器的输出级处的电压，使得转换器的输出级处的电压低于燃料电池堆的输出级处的电压。

该操作方法可包括以下步骤：当发生涉及燃料电池车的碰撞并且高压电池处于不可充电状态时，通过切断连接高压电池与燃料电池堆的高压电池继电器，来阻断高压电池与所述燃料电池堆之间的电连接，并且通过接通第一继电器，使燃料电池堆的输出级与燃料电池负载装置连接。

该操作方法还可包括以下步骤：当燃料电池堆处的电压小于预定电压时，通过切断连接高压电池与燃料电池堆的高压电池继电器来阻断高压电池与燃料电池堆之间的电连接，切断第一继电器，并接通第二继电器。

该操作方法可包括以下步骤：当发生涉及燃料电池车的碰撞并且高压电池处于不可充电状态时，通过切断连接高压电池与燃料电池堆的高压电池继电器来阻断高压电池与燃料电池堆之间的电连接，切断第一继电器，并接通第二继电器。

该操作方法还可包括以下步骤：通过确定以下事项中的至少一个事项来确定高压电池是否处于不可充电状态，即高压电池是否发生故障，转换器是否发生故障，高压电池的荷电状态(SOC)是否已超出安全极限，以及高压电池附近的碰撞传感器是否已检测到碰撞。

该操作方法可包括以下步骤：当执行通过发动机制动所产生的再生制动时，确定高压电池是否处于可充电状态；以及当确定出高压电池处于不可充电状态时，切断第一继电器并接通第二继电器。

由再生制动产生的再生制动能的最大值可以是由燃料电池负载装置消耗的输出。

该操作方法还可包括通过确定以下事项中的至少一个事项来确定高压电池是否处于可充电状态，即高压电池是否发生故障，转换器是否发生故障，以及高压电池的荷电状态(SOC)是否已超出安全极限。

该操作方法可包括以下步骤：当燃料电池系统发生故障时，控制连接于高压电池的转换器，使得转换器的输出级处的电压高于燃料电池堆的输出级处的电压，并且连接到高压电池的高压部件仅由高压电池驱动。

燃料电池系统可包括燃料电池堆、向燃料电池堆供给氢的氢供给装置、向燃料电池堆供给空气的空气供给装置、以及控制燃料电池堆的操作温度并执行水管理功能的热和水管理系统。

该操作方法可包括以下步骤：当燃料电池系统发生故障时，确定燃料电池堆的阳极侧的氢的压力是否大于预定的参考压力；以及当确定阳极侧的氢的压力大于预定的参考压力时，将所述转换器的输出级处的电压固定成特定电压，特定电压是连接到主总线级的高压部件可操作的最小电压或以上

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的用于燃料电池车的电力网系统的示例图；

图2至图5是示出根据本发明实施例的用于燃料电池车的电力网系统的控制方法的示例性流程图。

具体实施方式

为了仅仅描述本发明的实施例，已说明了本文所公开的本发明实施例的特定结构或功能描述。本发明的实施例可以以各种方式来实施，并且本发明不应被解释为局限于本文所述的实施例。

本发明的实施例可以各种方式进行修改，并可具有多种形式。然而，应当理解的是，根据本发明概念的实施例并非旨在局限于特定的公开，而是包括包含在本发明的精神和范围在内的所有变化、等同物或替代。

本文使用的术语仅为了描述具体实施例，而并非旨在限制本发明。如本文所使用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，其指所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联所列项目的任何和所有组合。

虽然诸如第一和第二等术语可用于描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语只用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，并且在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可被命名为第二元件，同样地，第二元件也可被命名为第一元件。

当提到一个元件被描述为“连接”到另一个元件或与另一个元件“联接”时，所述一个元件可直接连接到另一个元件或与另一个元件直接联接，但是应当理解的是，第三元件可插在这两个元件之间。相比之下，当提到一个元件被描述为“间接连接”到另一个元件或与另一个元件“间接联接”时，应当理解的是，在这两个元件之间不存在第三元件。同时，相同的原理应用于描述元件之间的关系的其他表述，诸如“在……之间”和“恰好在……之间”或“与……相邻”和“邻近……”。

本说明书中所使用的术语仅用于描述特定实施例，而非用于限制本发明。除非在上下文中另外明确地说明，否则单数表达应当理解成包括复数表达。在本说明书中，应当理解的是，术语诸如“包括”或“具有”旨在指示存在所描述的特征、数字、步骤、操作、元件、零件或它们的组合，并且应当理解这些术语并非旨在排除存在一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、零件或它们的组合或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、零件或它们的组合的可能性。

应该理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般而言包括机动车辆，诸如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车、各种商用车辆的客车，包含各种轮船和舰船的船只，飞行器等等，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，从非石油资源获得的燃料)。如文本所提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油提供动力的车辆和电力提供动力的车辆两者。

此外，应当理解以下方法中的一种或多种或其各方面可通过至少一个控制器执行。术语“控制器”可指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储程序指令，并且处理器经特别地编程执行程序指令，以执行下面进一步描述的一个或多个过程。而且，应当理解以下方法可通过包括控制器的设备结合一个或多个其他部件执行，这是本领域的技术人员可以理解的。

除非另外限定，否则本文所使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本领域的技术人员通常所理解的术语的含义相同的含义。术语诸如在通常使用的字典中限定的术语应被解释为具有与现有技术的上下文含义相同的含义，而不应被解释为具有理想的或过度正式的含义，除非它们在本说明书中被明确地限定。

在下文中，参考附图更详细地描述本发明的实施例。在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件。流程图中所示步骤的执行对象、第一继电器和第二继电器的操作对象、以及转换器处的输出电压的控制对象，可以是燃料电池控制器(FCU)或者用于控制与FCU通信的燃料电池系统的部件的多个控制器。

图1是示出根据本发明实施例的用于燃料电池车的电力网系统的示例图。如图1所示，用于燃料电池车的电力网系统100可包括以下部件：通过主总线级5并联连接的燃料电池堆10(即主电源)和高压电池(例如主电池)85，即辅助电源；二极管20，设置在主总线级5上，并且被配置成具有连接到燃料电池堆10的输出级的一端；双向高压DC/DC转换器(BHDC)(下文中称为“转换器”)80，该转换器80连接到高压电池85，使得高压电池85的输出能够被控制；逆变器30，连接到燃料电池堆10的输出侧的主总线级5和高压电池85；驱动电动机40，其连接到逆变器30；车辆中除逆变器30和驱动电动机40之外的高压配件90；燃料电池负载装置60，其在燃料电池堆10的输出级与二极管20之间被分支并连接；第一继电器50，设置在燃料电池堆10的输出级与燃料电池负载装置60之间，并且被配置成使燃料电池堆10的输出级和燃料电池负载装置60连接或断开；以及第二继电器70，该第二继电器70被配置成具有连接到二极管20另一端的一端、以及连接在第一继电器50与燃料电池负载装置60之间的另一端。

作为车辆主电源的燃料电池堆10，以及用作辅助电源的高压电池85，通过主总线级5被并联连接到电力网系统中的负载，诸如逆变器30和驱动电动机40。连接于高压电池85的转换器80被连接到燃料电池堆10的输出侧的主总线级5，使得燃料电池堆10的输出和高压电池85的输出，能够通过控制转换器80处的电压(即，主总线级5的输出电压)而被控制。

反向电流不能流经的二极管20布置在燃料电池堆10的输出级中。二极管20具有连接于燃料电池堆10的输出级的一端和通过节点2连接到第二继电器70、逆变器30、高压配件90和转换器80的一端的另一端。燃料电池堆10和燃料电池负载装置60可通过第一继电器50连接，并且可通过第二继电器70连接到逆变器30、连接到驱动电动机40。

转换器80连接于主总线级5。连接于主总线级5的转换器80的输出级的电压可通过转换高压电池85处的输出电压来控制。

当接通第一继电器50，并因此使燃料电池堆10的输出级与燃料电池负载装置60连接时，燃料电池堆10处的电压可通过燃料电池负载装置60减小或去除。此外，当接通第二继电器70，并因此使逆变器30与负载装置60连接时，由连接到逆变器30的驱动电动机40的再生制动而产生的能量，可通过燃料电池负载装置60而被消耗。在这种情况下，不同时接通第一继电器50和第二继电器70。高压部件是指由高压驱动的部件，例如高压配件90或驱动电动机40。

图2至图5示出根据本发明实施例的用于燃料电池车的电力网系统的控制方法的示例性流程图。具体地，图2至图5示出如图1所示的用于燃料电池车的电力网系统的控制方法。如图2所示，在步骤S201的正常工作期间，在步骤S203，燃料电池车确定燃料电池系统中是否发生故障。如果确定出燃料电池系统中已发生故障，则在步骤S205确定燃料电池堆10的阳极中的氢的压力是否低于预定的参考压力。在这种情况下，燃料电池系统发生故障是指燃料电池系统的至少一些部件不能正常工作，这些部件包括燃料电池堆、用于向燃料电池堆供给氢即燃料的氢供给装置、用于向燃料电池堆供给以供电化学反应的空气(包括氧气)的空气供给装置(即氧化器)、以及用于通过向外部排放热量即燃料电池堆的电化学反应产物来最佳地控制燃料电池堆的工作温度并执行水管理功能的热和水管理系统。

由燃料电池堆10执行的发电停止步骤，可包括首先停止向燃料电池堆10供给氧气、去除燃料电池堆10处的电压、以及停止向燃料电池堆10供给氢的步骤。在此情况下，去除燃料电池堆10处的电压可利用燃料电池负载装置60来执行。如果燃料电池堆10中的氢不足，则燃料电池堆10处的电压可通过交叉(crossover)而下降。如果在氢不足的状态下产生燃料电池堆10的输出，则燃料电池堆10会劣化。为了防止电流通过燃料电池堆10的输出级被输出，在步骤S207，通过转换器80，使主总线级5处的电压升高。也就是说，如果确定出燃料电池堆10的阳极侧上的氢气压力低于预定的参考压力，则控制电压，使得转换器80的输出级处的电压高于燃料电池堆10的输出级处的电压，以防止电流通过燃料电池堆10而被输出。预定的参考电压可以是用于防止阳极侧氢缺乏的最小氢供给压力。

如果阳极侧上的氢压力等于或高于预定的参考压力，则利用通过燃料电池堆10中的氧和氢的反应所产生的输出为高压电池85充电。即，如果阳极侧上的氢的压力等于或高于预定的参考压力，则转换器80的输出级处的电压可被固定成特定电压V1。如果转换器80的输出级处的电压被固定成特定电压V1，则可利用燃料电池堆10的输出为高压电池85充电，直到燃料电池堆10的输出级处的电压下降到特定电压V1。特定电压V1可基于诸如转换器80的驱动效率、以及高压配件90的驱动效率等参数而预先设定。

如图3所示，如果在步骤S301燃料电池车处于正常工作时，在步骤S303，在燃料电池车中发生碰撞，则在步骤305，首先控制驱动电动机40的输出，使其变成0，并且可阻断向燃料电池堆10供给氢和氧。然后，在步骤S307确定高压电池85是否处于可充电状态。高压电池85是否处于可充电状态可基于以下事项中的至少一个事项来确定，即高压电池85是否发生故障、转换器80是否发生故障、高压电池85的荷电状态(SOC)是否已超出安全极限(即，高压电池85的SOC是否过度)、以及高压电池85附近的碰撞传感器是否已检测到碰撞。

如果确定出高压电池85处于可充电状态，则在步骤S309，为高压电池85充电，同时接通第一继电器50，以便通过燃料电池负载装置60去除燃料电池堆10处的电压，从而降低燃料电池堆10处的电压。即，如果高压电池85处于可充电状态，则连接于高压电池85的转换器80可被控制，使得转换器80的输出级处的电压低于燃料电池堆10的输出级处的电压。即，当在燃料电池车中发生碰撞时，可接通第一继电器50，同时，连接于高压电池85的转换器80的输出级处的电压可被控制成，使得转换器80的输出级处的电压低于燃料电池堆10的输出级处的电压。因此，具有如下优点，即提高去除燃料电池堆10处的电压的速度。

如果高压电池85处于不可充电状态，则在步骤S311，控制主总线级5处的电压，并接通第一继电器50，以便仅通过燃料电池负载装置60就可去除燃料电池堆10处的电压。即，如果高压电池85处于不可充电状态，则转换器80可被控制成，使得连接到高压电池85的转换器80的输出级处的电压高于燃料电池堆10的输出级处的电压。可切断用于连接高压电池85和燃料电池堆10的高压电池继电器(未示出)，以便阻断高压电池85与燃料电池堆10之间的电连接，并且可接通第一继电器50，以便使燃料电池堆10的输出级与燃料电池负载装置60连接。可选地，可切断用于连接高压电池85与燃料电池堆10的高压电池继电器，以阻断高压电池85与燃料电池堆10之间的电连接，并且可切断第一继电器50，以接通第二继电器70。

在步骤S313，确定在去除燃料电池堆10处的电压的同时，燃料电池堆10处的电压是否低于特定电压V2。如果燃料电池堆10处的电压低于特定电压V2，则利用高压电池继电器(未示出)来阻断高压电池85与主总线级5之间的连接。即，在步骤S315，通过切断高压电池继电器，来阻断向高压电池85的输入以及从高压电池85的输出，以便不再通过高压电池85来施加电压。在步骤S317，可切断第一继电器50，然后接通第二继电器70，使得保留在主总线级5中的电压通过燃料电池负载装置60而被去除。

在接通第二继电器70之后，确定主总线级5处的电压是否小于特定电压V3。如果确定出保留在主总线级5处的电压小于特定电压V3，则可切断第一继电器50和第二继电器70二者。

在这种情况下，V2和V3可具有相同的值，并且可具有确保安全性的最高值。即，如果燃料电池堆10处的电压小于V2并且主总线级5处的电压小于V3，则可确定出确保了安全性，因为燃料电池堆10和主总线级5处的电压的量非常小。理想的是，V2和V3可以为0。

如图4所示，步骤S401至步骤S407与步骤S301至步骤S307相同。如果在步骤S407确定出高压电池85处于可充电状态，则在步骤S409，燃料电池10的输出被用于向高压电池85充电，同时接通第一继电器50，使得燃料电池堆10处的电压通过燃料电池负载装置60而被去除，以降低燃料电池堆10处的电压。即，如果高压电池85处于可充电状态，则转换器80可被控制成，使得连接到高压电池85的转换器80的输出级处的电压低于燃料电池堆10的输出级处的电压，同时可接通第一继电器50，使得燃料电池堆10的输出级和燃料电池负载装置60连接。在步骤S411，通过燃料电池堆10的电压降的控制，确定燃料电池堆10处的电压是否低于特定电压V2。如果确定出燃料电池堆10处的电压低于特定电压V2，则阻断高压电池85与主总线级5之间的连接。即，在步骤S413，阻断向高压电池85的输入以及来自高压电池85的输出，以便不再通过高压电池85来施加电压。随后的步骤与图3的步骤相同，省略对其的描述。

图5示出在步骤S501燃料电池车正常工作时，通过驱动电动机40的再生制动产生制动力时控制电力网系统100的方法。在步骤S503，在L级的情况下(即发动机制动功能。在此情况下，由燃料电池车的驱动电动机40的再生制动产生制动力)，在步骤S505增大并保持来自驱动电动机40的再生制动能。接下来，在步骤S507，确定高压电池85是否处于可充电状态。也就是说，L级是指这种工作模式，即增大驱动电动机的再生制动的输出，而不是液压制动器的再生制动的输出，以便即使在没有驾驶者操纵制动踏板的情况下，仍然维持制动的感觉。如果确定出高压电池85处于不可充电状态，则切断第一继电器50并接通第二继电器70，使得逆变器30连接到燃料电池负载装置60。因此，由燃料电池负载装置60消耗再生制动能。被提供给负载装置60的再生制动能的最大值取决于负载装置60的输出。

因此，尽管不能为高压电池85充电，但是来自驱动电动机40的再生制动能通过燃料电池负载装置60而被消耗掉。因此，具有如下优点：因为可以确保再生制动量，因此可保持制动的感觉。

如果能够为高压电池85充电，则切断第一继电器50和第二继电器70，使得来自驱动电动机40的再生制动能用来为高压电池85充电。再生制动能的最大值可通过高压电池85的极限容量来确定。

根据本发明实施例的用于燃料电池车的电力网系统及其控制方法，具有如下优点：当燃料电池系统中发生故障时，可通过控制主总线级处的电压，来阻断燃料电池堆的输出。此外，当在燃料电池系统中发生故障时，根据阳极侧的氢气压力，由保留在阳极侧的氢气产生的输出为高压电池充电。更进一步地，还具有如下优点：当在燃料电池车中发生碰撞时，可通过降低燃料电池堆处的电压和保持在主总线级处的电压，来防止燃料电池堆暴露于高压危险中。再进一步地，还具有如下优点：在产生再生制动时，可利用再生制动能为高压电池充电，并且因为再生制动能被燃料电池负载装置消耗，因此可确保制动的感觉。

尽管已参考特定实施例对所公开的实施例进行描述，然而，对于本领域技术人员来说，很显然，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和修改。

Claims (17)

1.一种用于燃料电池车的电力网系统，包括：

二极管，其具有连接到燃料电池堆的输出级的第一端；

燃料电池负载装置，其在所述燃料电池堆的输出级与所述二极管之间被分支并连接；

第一继电器，布置在所述燃料电池堆的输出级与所述燃料电池负载装置之间，并且被配置成使所述燃料电池堆的输出级与所述燃料电池负载装置连接或断开；以及

第二继电器，其具有连接到所述二极管的第二端的第一端，以及连接在所述第一继电器与所述燃料电池负载装置之间的第二端。

2.如权利要求1所述的电力网系统，还包括连接到节点的逆变器，所述节点被配置成使所述二极管的第二端与所述第二继电器的第一端连接。

3.如权利要求2所述的电力网系统，还包括转换器，所述转换器连接于所述燃料电池堆与所述逆变器之间的主总线级，并且被配置成控制所述主总线级处的电压。

4.如权利要求1所述的电力网系统，其中当接通所述第一继电器而使所述燃料电池堆的输出级与所述燃料电池负载装置连接时，所述燃料电池堆处的电压通过所述燃料电池负载装置而减小。

5.如权利要求2所述的电力网系统，其中当接通所述第二继电器而使所述逆变器与所述燃料电池负载装置连接时，由连接于所述逆变器的电动机的再生制动所产生的能量，通过所述燃料电池负载装置而被消耗。

6.如权利要求1所述的电力网系统，其中不同时接通所述第一继电器和所述第二继电器。

7.一种如权利要求1所述的用于燃料电池车的电力网系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

当发生涉及所述燃料电池车的碰撞时，通过接通所述第一继电器使所述燃料电池堆的输出级与所述燃料电池负载装置连接，同时控制被连接到高压电池的转换器的输出级处的电压，使得所述转换器的输出级处的电压低于所述燃料电池堆的输出级处的电压。

8.如权利要求7所述的操作方法，还包括以下步骤：当所述燃料电池堆处的电压小于预定电压时，通过切断连接所述高压电池与所述燃料电池堆的高压电池继电器来阻断所述高压电池与所述燃料电池堆之间的电连接，切断所述第一继电器，并接通所述第二继电器。

9.一种如权利要求1所述的用于燃料电池车的电力网系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

当发生涉及所述燃料电池车的碰撞并且高压电池处于不可充电状态时，通过切断连接高压电池与所述燃料电池堆的高压电池继电器，来阻断所述高压电池与所述燃料电池堆之间的电连接，并且通过接通所述第一继电器，使所述燃料电池堆的输出级与所述燃料电池负载装置连接。

10.如权利要求9所述的操作方法，还包括以下步骤：通过确定以下事项中的至少一个事项来确定所述高压电池是否处于不可充电状态：所述高压电池是否发生故障，转换器是否发生故障，所述高压电池的荷电状态(SOC)是否已超出安全极限，以及所述高压电池附近的碰撞传感器是否已检测到碰撞。

11.一种如权利要求1所述的用于燃料电池车的电力网系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

当发生涉及所述燃料电池车的碰撞并且高压电池处于不可充电状态时，通过切断连接所述高压电池与所述燃料电池堆的高压电池继电器来阻断所述高压电池与所述燃料电池堆之间的电连接，切断所述第一继电器，并接通所述第二继电器。

12.一种如权利要求1所述的用于燃料电池车的电力网系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

当执行再生制动时，确定高压电池是否处于可充电状态；以及

当确定所述高压电池处于不可充电状态时，切断所述第一继电器并接通所述第二继电器。

13.如权利要求12所述的操作方法，其中由所述再生制动产生的再生制动能的最大值是由所述燃料电池负载装置消耗的输出。

14.如权利要求12所述的操作方法，还包括通过确定以下事项中的至少一个事项来确定所述高压电池是否处于可充电状态：所述高压电池是否发生故障，转换器是否发生故障，以及所述高压电池的荷电状态(SOC)是否已超出安全极限。

15.一种如权利要求1所述的用于燃料电池车的电力网系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

当燃料电池系统发生故障时，控制连接于高压电池的转换器，使得所述转换器的输出级处的电压高于所述燃料电池堆的输出级处的电压，并且连接到所述高压电池的高压部件仅由所述高压电池驱动。

16.如权利要求15所述的操作方法，其中所述燃料电池系统包括所述燃料电池堆、向所述燃料电池堆供给氢的氢供给装置、向所述燃料电池堆供给空气的空气供给装置、以及控制所述燃料电池堆的操作温度并执行水管理功能的热和水管理系统。

17.如权利要求16所述的操作方法，还包括以下步骤：

当所述燃料电池系统发生故障时，确定所述燃料电池堆的阳极侧的氢的压力是否大于预定的参考压力；以及

当确定所述阳极侧的氢的压力大于所述预定的参考压力时，将所述转换器的输出级处的电压固定成特定电压，

其中所述特定电压是连接到主总线级的高压部件可操作的最小电压以上。