CN110277576A - 用于燃料电池的启动控制方法及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于燃料电池的启动控制方法及控制系统。提供了一种用于燃料电池的启动控制方法。该方法包括在请求燃料电池的启动时计算高压电池的可用功率。然后，基于计算出的高压电池的可用功率的大小来驱动空气压缩机，并且在空气压缩机的驱动完成之后，用高压电池的功率对低压电池充电。

Description

用于燃料电池的启动控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于燃料电池(fuel cell)的启动控制方法和控制系统，更具体地，涉及一种用于燃料电池的启动控制方法和控制系统，其基于高压电池的可用功率来调节空气压缩机的转速和空气压力控制阀的开度。
背景技术
燃料电池为一种发电机，其通过燃料电池堆中的电化学反应将化学能转化为电能，而不通过燃烧将燃料的化学能转化为热，并且可用于向小型电气/电子产品，特别是便携式装置供应电力，以及为工业供应电力、为家庭供应电力以及为驾驶车辆供应电力。在燃料电池中，氢和氧相互反应产生电能。所产生的电能可驱动燃料电池车辆中的马达，以用作用于车辆的电源或者可用于发电功能，该发电功能通过外部电源网络向家庭、办公室、工厂等提供电能。
通常，当在燃料电池的启动处于关闭状态的同时产生启动请求时，启动序列在高压电池(high-voltage battery)和高压转换器被升压以对低压电池(low-voltagebattery)充电之后立即操作低压转换器。然而，对低压电池充电的低压转换器在低压电池的充电状态不足或连接到低压电池的电气部件的负载大的情况下使用最大功率。
然而，当低压电池的充电功率大且高压电池的可用功率低时，由于用于驱动空气压缩机的可用功率不足，燃料电池可能无法启动，在燃料电池启动时驱动的组件中该空气压缩机需要最大量的功率。
因此，当高压电池的可用功率小于燃料电池启动时低压电池的充电功率和空气压缩机的驱动功率之和时，开发了这样一种控制，其用于改变驱动空气压缩机然后对低压电池充电的启动控制序列。然而，当基于固定目标转速的空气压缩机的驱动功率大于高压电池的可用功率时，即使采用所述控制方法，燃料电池也可能无法启动，并且低压电池可能由于低压转换器的操作延迟而放电。
提供作为相关技术描述的内容仅仅是为了帮助理解本发明的背景，并且不应被认为对应于本领域技术人员已知的相关技术。
发明内容
本发明的目的为提供一种用于燃料电池的启动控制方法，其能够通过基于高压电池的可用功率可变地调节空气压缩机的转速来最小化燃料电池的启动故障，并且通过改变空气压力控制阀的开度来补偿空气供应短缺。
根据本发明的示例性实施例，用于燃料电池的启动控制方法可包括：当请求燃料电池的启动时，计算高压电池的可用功率；基于计算出的高压电池的可用功率的大小来调节空气压缩机的驱动；并且在空气压缩机的驱动控制完成之后，用高压电池的功率对低压电池充电。
启动控制方法可进一步包括：将计算出的高压电池的可用功率与以预定固定目标转速驱动空气压缩机所需的驱动功率进行比较，其中响应于确定高压电池的可用功率小于空气压缩机的驱动功率，目标转速可变化以调节空气压缩机的驱动。响应于确定高压电池的可用功率等于或大于空气压缩机的驱动功率，空气压缩机可操作到预定固定目标转速。
在计算高压电池的可用功率时，可基于燃料电池启动请求时高压电池的温度和充电状态(SOC)来计算高压电池的可用功率。另外，空气压缩机可以响应于空气压缩机转速的增加率而变化的目标转速被驱动，并且空气压缩机转速的增加率可基于计算出的高压电池的可用功率的大小来确定。
空气压缩机转速的增加率可确定为随着高压电池的可用功率的大小的增加而增加。空气压缩机的驱动可进一步包括：响应于所确定的空气压缩机的转速的增加率来确定形成在燃料电池的空气排放管线中的压力控制阀的开度，并且基于所确定的开度来调节压力控制阀。压力控制阀的开度可确定为随着空气压缩机转速的增加率的增加而减小。在低压电池的充电中，可操作设置在高压电池和低压电池之间的低压转换器以对低压电池充电。
根据本发明的示例性实施例，用于燃料电池的启动控制系统可包括：燃料电池；空气压缩机，配置为向燃料电池供应空气；低压电池，配置为向电气部件供电；高压电池，配置为向空气压缩机或低压电池供应储存的电力；以及控制器，配置为在请求燃料电池的启动时计算高压电池的可用功率，基于计算出的高压电池的可用功率的大小来驱动空气压缩机，并且在空气压缩机的驱动控制完成之后，使用高压电池的功率对低压电池充电。
控制器可以配置为以响应于空气压缩机的转速的增加率而变化的目标转速来驱动空气压缩机，并且可以基于计算出的高压电池的可用功率的大小来确定空气压缩机转速的增加率。启动控制系统可进一步包括：压力控制阀，设置在燃料电池的空气排放管线上，其中控制器可配置为响应于所确定的空气压缩机转速的增加率来确定形成在燃料电池的空气排放管线上的压力控制阀的开度，并且根据所确定的开度来调节压力控制阀。启动控制系统可进一步包括：低压转换器，设置在高压电池和低压电池之间，其中控制器可配置为操作低压转换器以用高压电池的功率对低压电池充电。
附图说明
当结合附图时，从以下详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1为根据本发明的示例性实施例的燃料电池的启动控制方法的流程图。
图2为根据本发明的示例性实施例的燃料电池的启动控制系统的流程图；
图3为示出作为本发明的示例性实施例的高压电池的可用功率和空气压缩机转速的增加率之间的关系的曲线图；
图4为示出根据本发明的示例性实施例的空气压缩机的目标转速随时间变化的曲线图；以及
图5为示出作为本发明的示例性实施例的空气压缩机转速的增加率和空气压力控制阀的开度之间的关系的图示。
具体实施方式
应理解，本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的客车、包括各种小船和船只的水运工具、飞行器等，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，源自石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆为具有两个或更多动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆。
尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应理解，示例性过程也可由一个或多个模块来执行。另外，应理解，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。存储器配置为存储模块并且处理器具体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过程。
本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不意图限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或者添加。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。
除非上下文中特别陈述或显而易见，如本文所用，术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可理解为在所陈述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非上下文中另有明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。
具体地，在本说明书或本申请中公开的本发明的示例性实施例中的结构和功能描述被示出以描述本发明的示例性实施例，因此，本发明的示例性实施例可以各种形式实践，并且不应被解释为限于本说明书或本申请中公开的本发明的示例性实施例。
由于本发明的示例性实施例可为各种修改的并且可具有多种形式，因此将在附图中示出特定示例性实施例，并且将在本说明书或公开中详细描述。然而，应理解，本发明不限于特定示例性实施例，而是包括在本发明的精神和范围内包括的所有修改、等同物和替换。
诸如“第一”、“第二”等术语可用于描述各种组件，但是组件不应被解释为限于这些术语。这些术语仅用于区分一个组件与另一个组件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，“第一”组件可被命名为“第二”组件，并且“第二”组件也可被类似地命名为“第一”组件。
应理解，当一个组件被称为“连接到”或“联接到”另一个元件时，它可直接连接到或联接到另一个元件或者连接到或联接到另一个元件，其中另一个元件介于其间。另一方面，应该理解，当一个元件被称为“直接连接到”或“直接联接到”另一个元件时，它可连接到或联接到所述另一个元件而没有其他元件介于其间。描述组件之间的关系的其他表达，即“在…之间”、“直接在…之间”、“相邻于”、“直接相邻于”等应被类似地解释。
除非另有说明，否则应理解，说明书中使用的包括技术术语和科学术语的所有术语，具有与本领域技术人员理解的术语相同的含义。必须理解，由字典定义的术语与相关领域的上下文中的含义相同，并且除非上下文另有明确规定，否则不应理想地或过度地正式定义它们。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在每个附图中提出的相同附图标记表示相同的组件。
图1为根据本发明的示例性实施例的燃料电池的启动控制方法的流程图。下面描述的方法可由具有处理器和存储器的控制器来执行。参照图1，根据本发明的示例性实施例的用于燃料电池的启动控制方法可包括：当请求燃料电池的启动时，计算高压电池的可用功率(S100)；基于计算出的高压电池的可用功率的大小来驱动空气压缩机(S600和S700)；并且在空气压缩机的驱动完成之后，用高压电池的功率对低压电池充电(S900)。
当高压电池的可用功率足够时，进入正常启动序列(S310)以首先对低压电池充电(S320)，并且可驱动空气压缩机(S330)以完成燃料电池的启动。替代地，空气压缩机可与低压电池的充电同时驱动。然而，由于根据本发明的示例性实施例的燃料电池的启动控制方法由于高压电池的可用功率不足的问题而不能执行正常启动控制，并且在空气压缩机的驱动控制完成之后，可首先驱动空气压缩机，并且可对用于燃料电池的启动的低压电池充电。因此，即使当高压电池的可用功率不足并且燃料电池的正常启动控制不可能时，也具有将燃料电池的启动故障降至最低程度的效果。
燃料电池的启动请求可为用户在启动关闭状态下开启燃料电池系统的请求。换句话说，启动请求可为燃料电池的发电的请求。特别地，在燃料电池车辆中，启动请求可为驾驶员启动车辆的开启请求。替代地，启动请求可为控制器在FC停止模式状态下恢复燃料电池的发电的请求，该FC停止模式状态为在车辆启动的开启状态下仅关闭燃料电池的发电的状态。
在计算高压电池的可用功率时(S100)，可以计算能够从当前高压电池放电的功率。具体地，高压电池的可用功率受温度和充电状态(SOC)的影响。即使它们具有相同的充电状态，低温下的可用功率也会显著降低。因此，可在燃料电池的启动请求时基于高压电池的温度和充电状态(SOC)来计算高压电池的可用功率。具体地，响应于温度和充电状态而变化的可用功率的大小可预先存储在映射中，并且可计算取决于温度和充电状态的可用功率的大小。
首先，在计算高压电池的可用功率之后(S100)，可将高压电池的可用功率与低压电池的充电功率和空气压缩机的驱动功率之和进行比较(S200)。当高压电池的可用功率等于或大于低压电池的充电功率和空气压缩机的驱动功率之和时，可执行正常启动序列(S310)。启动可通过首先对低压电池充电(S320)然后驱动空气压缩机(S330)的序列来完成。
然而，根据本发明的示例性实施例的燃料电池的启动控制方法假设当高压电池的可用功率小于低压电池的充电功率和空气压缩机的驱动功率之和时，改变启动序列(S400)。具体地，控制可通过首先驱动空气压缩机(S600、S700)并且在空气压缩机的驱动控制完成之后对燃料电池的启动低压电池充电(S900)的序列来执行。
在驱动空气压缩机之前(S600、S700)，启动控制方法可进一步包括将计算出的高压电池的可用功率与以预定固定目标转速来驱动空气压缩机所需的驱动功率进行比较(S500)。当高压电池的可用功率小于空气压缩机以预定固定目标转速驱动时所需的驱动功率时，目标转速可变化以调节空气压缩机的驱动。
通常，当燃料电池启动时，可以预定固定目标转速来驱动和操作空气压缩机(S600)。然而，当高压电池的可用功率小于当空气压缩机以预定固定目标转速驱动时所需的驱动功率时，用于操作空气压缩机的目标转速变化以降低空气压缩机的驱动功率(S700)。
响应于确定高压电池的可用功率等于或大于空气压缩机的驱动功率，空气压缩机可以预定固定目标转速操作。预定固定目标转速可被设定为以下转速，在该转速下可向燃料电池供应足够的空气，以在启动时间被延迟的时间内在燃料电池中产生功率，从而低压电池不放电。因此，即使当高压电池的可用功率小于当空气压缩机以预定固定目标转速驱动时所需的驱动功率时，燃料电池的启动也可正常地完成，而不会无法启动燃料电池。
图3为示出本发明的高压电池的可用功率与空气压缩机的转速的增加率之间的关系的曲线图。参考图3，在空气压缩机的驱动中(S700)，空气压缩机可以响应于空气压缩机的转速的增加率而变化的目标转速被驱动，并且可基于计算出的高压电池可用功率的大小来确定空气压缩机转速的增加率。
随着高压电池的可用功率的大小增加，可确定空气压缩机的转速的增加率增加。具体而言，如图3所示，可确定空气压缩机的转速的增加率具有正比例关系，其中在高压电池的可用功率在A1和A2之间的区段中，空气压缩机的转速的增加率随着高压电池的可用功率的大小的增加而增加。
当高压电池的可用功率为A2或更大时，空气压缩机的转速的增加率可被确定为R2，并且当高压电池的可用功率等于或小于A1时，空气压缩机的转速的增加率可被确定为R1。因此，通过基于高压电池的可用功率改变空气压缩机转速的增加率来优化空气压缩机的功耗，可最小化燃料电池不能启动的可能性。
图4为示出根据本发明的空气压缩机的目标转速随时间变化的曲线图。参考图4，在空气压缩机的驱动中(S700)，空气压缩机可以响应于空气压缩机转速的增加率而变化的目标转速被驱动。
响应于空气压缩机的转速的增加率而变化的空气压缩机的目标转速可如图3所示。可操作空气压缩机以跟随目标转速，但是空气压缩机的目标转速可响应于空气压缩机的转速的增加率而变化，以增加到预定最终目标转速。
当空气压缩机的目标转速收敛到预定最终目标转速时，可将空气压缩机的目标转速调节到固定最终目标转速。具体地，当高压电池的可用功率小于或等于A1并且空气压缩机的转速的增加率被确定为R1时，空气压缩机的目标转速可以相对小的梯度增加(例如，目标转速可逐渐增加)。当高压电池的可用功率大于或等于A2并且空气压缩机的转速的增加率被确定为R2时，空气压缩机的目标转速可以相对大的梯度增加(例如，目标转速可快速增加)。
图5为示出本发明的空气压缩机的转速的增加率与空气压力控制阀的开度之间的关系的图示。参照图5，空气压缩机的驱动(S700)可进一步包括响应于所确定的空气压缩机转速的增加率来确定形成在燃料电池的空气排放管线中的压力控制阀的开度，并且基于所确定的开度来调节压力控制阀。
压力控制阀的开度可确定为随着空气压缩机转速的增加率的增加而减小。由于随着空气压缩机的目标转速的变化，由空气压缩机供应到燃料电池的空气的流速可降低，所以可调节形成在燃料电池的空气排放管线中的压力控制阀的开度，以确保足够的空气流速。
如图5所示，压力控制阀的开度可随着空气压缩机的转速的增加率的增加而减小。在空气压缩机的转速的增加率在R1和R2之间的区段中，压力控制阀的开度可与空气压缩机的转速的增加率成反比。
此外，当高压电池的可用功率小于或等于A1并且空气压缩机的转速的增加率被确定为R1时，压力控制阀的开度可被确定为D2，并且当高压电池的可用功率被确定为等于或大于A2或更大并且空气压缩机的转速的增加率被确定为R2时，压力控制阀的开度可被确定为D1。因此，可通过改变压力控制阀的开度来补偿根据空气压缩机的转速的变化而供应到燃料电池的空气流速的减少。因此，可以通过防止燃料电池的启动时间增加来防止低压电池通过最小低压转换器的操作延迟而放电。另外，即使在不能启动的情况下，燃料电池也可启动而不会降低燃料电池和电气部件的性能。
在低压电池的充电(S900)中，在空气压缩机的驱动控制完成之后，可使用高压电池的功率对低压电池充电。可操作设置在高压电池和低压电池之间的低压转换器(LDC)以对低压电池充电。
当空气压缩机的转速达到预定最终目标转速时，空气压缩机的驱动控制可被确定为完成。替代地，当供应给燃料电池的空气供应流速变得等于或大于预定参考值时，空气压缩机的驱动控制可被确定为完成。在另一个示例性实施例中，当空气压缩机向燃料电池供应空气时，可在燃料电池中开始发电。因此，当产生从燃料电池输出的功率或者从燃料电池输出的功率变得等于或大于预定功率值时，空气压缩机的驱动控制可被确定为完成。
在空气压缩机的驱动控制完成之后，允许设置在高压电池和低压电池之间的低压转换器的操作，使得可以使用高压电池的功率来操作待充电的低压电池(S900)。当产生从燃料电池输出的功率时，可使用燃料电池的输出功率对低压电池充电。
图2为根据本发明的示例性实施例的燃料电池10的启动控制系统的配置图。参考图2，启动控制系统可包括：燃料电池10；空气压缩机20，配置为向燃料电池10供应空气；低压电池40，配置为向电气部件供电；高压电池30，配置为向空气压缩机20或低压电池40供应储存的电力；以及控制器70，配置为在请求燃料电池10的启动时计算高压电池30的可用功率，基于计算出的高压电池30的可用功率的大小来驱动空气压缩机20，并且在空气压缩机20的驱动完成之后，使用高压电池30的功率对低压电池40充电。
燃料电池10可配置为通过使用供应的氢和氧的化学反应来发电。燃料电池10可经由主总线端子连接到逆变器和马达。高压电池30可连接到主总线端子，并且双向高压直流/直流(DC/DC)转换器(BHDC)可设置在高压电池30和主总线端子之间。控制器70可配置为操作双向转换器以用燃料电池10的功率对高压电池30充电或者使高压电池30放电并向主总线端子供电。
诸如空气压缩机20的需要高压的电气部件可连接到基于额定电压的高压电池30。替代地，一些电气部件可连接到低压电池40。低压电池40可直接连接到高压电池30，或者可以经由主总线端子连接到高压电池30。低压转换器50(LDC)可设置在低压电池40和高压电池30之间或低压电池40和主总线端子之间。控制器70可配置为操作低压转换器50以向低压电池40供电以对低压电池40充电。
可形成配置为向燃料电池堆10供应空气的空气供应管线和配置为将穿过燃料电池堆10的空气排放到外部的空气排出管线60。空气供应管线可设置有用于向燃料电池堆10供应空气的空气压缩机20，并且空气排放管线60可设置有空气压力控制阀61(APC)。压力控制阀61可配置为通过调节开度来调节空气供应管线、燃料电池堆10的内部和空气排放管线60的空气压力。
控制器70可为包括在燃料电池系统中的控制器，并且可为作为燃料电池控制器(FCU)的一部分的控制器或者被分离以执行燃料电池的启动的控制器。控制器70可配置为以响应于空气压缩机20的转速的增加率而变化的目标转速驱动或操作空气压缩机20，并且空气压缩机20的转速的增加率可基于计算出的高压电池30的可用功率的大小来确定。
启动控制系统可进一步包括压力控制阀61，其形成在燃料电池10的空气排放管线60上，并且控制器70可配置为响应于所确定的空气压缩机20的转速的增加率来确定形成在燃料电池10的空气排放管线60上的压力控制阀61的开度，并且基于所确定的开度来操作压力控制阀61。启动控制系统可进一步包括设置在高压电池30和低压电池40之间的低压转换器50，并且控制器70可配置为操作低压转换器50以用高压电池30的功率对低压电池40充电。
根据本发明的用于燃料电池的启动控制方法，可以通过改变空气压缩机的目标转速来最小化燃料电池启动的故障。此外，通过调节空气压力控制阀的开度以补偿空气压缩机转速的降低，可以确保启动燃料电池所需的空气流速。此外，通过防止燃料电池的启动时间被延迟，可以防止低压电池放电。
尽管已关于特定示例性实施例示出并描述本发明，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种用于燃料电池的启动控制方法，包括以下步骤：
当请求所述燃料电池的启动时，由控制器计算高压电池的可用功率；
由所述控制器基于计算出的所述高压电池的可用功率的大小来驱动空气压缩机；以及
在所述空气压缩机的驱动完成之后，由所述控制器用所述高压电池的功率对低压电池充电。
2.根据权利要求1所述的启动控制方法，进一步包括：
在所述空气压缩机的驱动之前，由所述控制器将计算出的所述高压电池的可用功率与以预定固定目标转速驱动所述空气压缩机所需的驱动功率进行比较，
其中响应于确定所述高压电池的可用功率小于所述空气压缩机的驱动功率，改变目标转速以调节所述空气压缩机的驱动。
3.根据权利要求2所述的启动控制方法，其中响应于确定所述高压电池的可用功率等于或大于所述空气压缩机的驱动功率，所述空气压缩机以所述预定固定目标转速运行。
4.根据权利要求1所述的启动控制方法，其中在所述燃料电池的启动请求时基于所述高压电池的温度和充电状态来计算所述高压电池的可用功率。
5.根据权利要求2所述的启动控制方法，其中所述空气压缩机以响应于所述空气压缩机的转速的增加率而变化的目标转速被驱动，并且所述空气压缩机的转速的增加率基于计算的所述高压电池的可用功率的大小来确定。
6.根据权利要求5所述的启动控制方法，其中所述空气压缩机的转速的增加率确定为随着所述高压电池的可用功率的大小的增加而增加。
7.根据权利要求5所述的启动控制方法，其中所述空气压缩机的驱动进一步包括：
由所述控制器响应于确定的所述空气压缩机的转速的增加率来确定形成在所述燃料电池的空气排放管线中的压力控制阀的开度；以及
由所述控制器根据确定的开度来操作所述压力控制阀。
8.根据权利要求7所述的启动控制方法，其中所述压力控制阀的开度确定为随着所述空气压缩机的转速的增加率的增加而减小。
9.根据权利要求1所述的启动控制方法，进一步包括：
由控制器操作设置在所述高压电池和所述低压电池之间的低压转换器以对所述低压电池充电。
10.一种用于燃料电池的启动控制系统，包括：
燃料电池；
空气压缩机，配置为向所述燃料电池供应空气；
低压电池，配置为向电气部件供电；
高压电池，配置为向所述空气压缩机或所述低压电池供应储存的电力；以及
控制器，配置为：
当请求所述燃料电池的启动时，计算所述高压电池的可用功率；
基于计算出的所述高压电池的可用功率的大小来驱动所述空气压缩机；和
在所述空气压缩机的驱动控制完成之后，使用所述高压电池的功率对所述低压电池充电。
11.根据权利要求10所述的启动控制系统，其中所述控制器配置为以响应于所述空气压缩机的转速的增加率而变化的目标转速来驱动所述空气压缩机，并且基于计算的所述高压电池的可用功率的大小来确定所述空气压缩机的转速的增加率。
12.根据权利要求11所述的启动控制系统，进一步包括：
压力控制阀，设置在所述燃料电池的空气排放管线上，
其中所述控制器配置为响应于确定的所述空气压缩机的转速的增加率来确定形成在所述燃料电池的空气排放管线上的压力控制阀的开度，并且基于确定的开度来操作所述压力控制阀。
13.根据权利要求10所述的启动控制系统，进一步包括：
低压转换器，设置在所述高压电池和所述低压电池之间，
其中所述控制器配置为操作所述低压转换器以用所述高压电池的功率对所述低压电池充电。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112757966A (zh) * 2020-04-30 2021-05-07 长城汽车股份有限公司 一种电池启动方法、装置及车辆
CN114094143A (zh) * 2021-11-23 2022-02-25 中国第一汽车股份有限公司 燃料电池系统及其运行方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111976510B (zh) * 2020-08-25 2021-12-21 中国第一汽车股份有限公司 一种燃料电池动力系统
CN112201818A (zh) * 2020-08-28 2021-01-08 广西玉柴机器股份有限公司 一种燃料电池系统冷启动失败保护电堆的控制策略
CN112615028B (zh) * 2020-12-02 2022-03-01 东风汽车集团有限公司 一种燃料电池汽车的供气控制方法及燃料电池控制器
CN112713289B (zh) * 2020-12-25 2022-04-15 中国第一汽车股份有限公司 一种燃料电池控制方法、装置、设备及存储介质
US11808257B2 (en) 2021-04-15 2023-11-07 Black & Decker Inc. Cordless compressor
CN114094149B (zh) * 2021-09-30 2023-12-19 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池增压控制系统及方法
CN114792823B (zh) * 2022-04-24 2023-07-04 同济大学 一种燃料电池系统及其启动方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101154739A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 通用汽车环球科技运作公司 用于快速冻启动的燃料电池启动方法
JP2008198439A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
CN101420137A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 现代自动车株式会社 燃料电池-超级电容器混合动力车的启动次序控制方法
CN102167034A (zh) * 2010-02-26 2011-08-31 通用汽车环球科技运作有限责任公司 燃料电池车辆的脚尖和脚后跟控制行驶
US20120200257A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-09 GM Global Technology Operations LLC Method of Controlling a State-of-Charge (SOC) of a Vehicle Battery
US20150283915A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Fuel cell hybrid system
JP2016027534A (ja) * 2014-06-25 2016-02-18 三菱自動車工業株式会社 燃料電池システム及び電動車両
CN115692778A (zh) * 2021-07-21 2023-02-03 现代自动车株式会社 用于燃料电池电动车辆的蒸发气体处理系统和方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3312499B2 (ja) 1994-09-05 2002-08-05 石川島播磨重工業株式会社 燃料電池発電装置
DE112005000264T5 (de) * 2004-02-12 2007-01-18 Toyota Jidosha K.K., Toyota Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Entfernen eines Brenngasrestes
US9496572B2 (en) 2007-09-21 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC Closed-loop method for fuel cell system start-up with low voltage source
US9005785B2 (en) 2007-09-24 2015-04-14 GM Global Technology Operations LLC Open-loop system and method for fuel cell stack start-up with low-voltage source
US20110143241A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell operational methods for oxygen depletion at shutdown
JP5303609B2 (ja) * 2011-06-22 2013-10-02 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
KR101509916B1 (ko) 2013-09-02 2015-04-07 현대자동차주식회사 연료전지 시스템의 운전압력 제어 방법
KR101550976B1 (ko) * 2013-10-11 2015-09-08 현대자동차주식회사 연료 전지 차량의 공기 공급 제어 방법
JP6206375B2 (ja) 2014-11-12 2017-10-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池搭載車両
KR101876733B1 (ko) * 2016-02-16 2018-07-10 현대자동차주식회사 연료 전지 차량용 고전압 배터리의 출력 제어 방법 및 장치
KR101897329B1 (ko) 2016-04-26 2018-09-11 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 공기압축기 제어방법 및 시스템
KR102360162B1 (ko) * 2017-06-09 2022-02-09 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 운전 제어 장치 및 방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101154739A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 通用汽车环球科技运作公司 用于快速冻启动的燃料电池启动方法
US20140342258A1 (en) * 2006-09-29 2014-11-20 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell startup method for fast freeze startup
JP2008198439A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
CN101420137A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 现代自动车株式会社 燃料电池-超级电容器混合动力车的启动次序控制方法
CN102167034A (zh) * 2010-02-26 2011-08-31 通用汽车环球科技运作有限责任公司 燃料电池车辆的脚尖和脚后跟控制行驶
US20120200257A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-09 GM Global Technology Operations LLC Method of Controlling a State-of-Charge (SOC) of a Vehicle Battery
US20150283915A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Fuel cell hybrid system
JP2016027534A (ja) * 2014-06-25 2016-02-18 三菱自動車工業株式会社 燃料電池システム及び電動車両
CN115692778A (zh) * 2021-07-21 2023-02-03 现代自动车株式会社 用于燃料电池电动车辆的蒸发气体处理系统和方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112757966A (zh) * 2020-04-30 2021-05-07 长城汽车股份有限公司 一种电池启动方法、装置及车辆
WO2021218816A1 (zh) * 2020-04-30 2021-11-04 长城汽车股份有限公司 一种电池启动方法、装置及车辆
CN114094143A (zh) * 2021-11-23 2022-02-25 中国第一汽车股份有限公司 燃料电池系统及其运行方法

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