CN111409571A - 一种氢燃料电池车的故障跛行处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢燃料电池车的故障跛行处理方法及系统，应用于控制设备中，氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件。本发明的故障跛行处理方法包括以下步骤：S1、判断是否部件功能受限，若是，则进入步骤S2,否则进入步骤S5；S2、判断动力部件是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则进入步骤S3；S3、判断氢燃料电池系统是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S4；S4、判断辅助能源装置是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S5；S5、控制氢燃料电池车整车正常行驶；S6、控制氢燃料电池车整车进入跛行模式。

Description

一种氢燃料电池车的故障跛行处理方法及系统
技术领域
本发明涉及氢燃料电池汽车控制领域，更具体地说，涉及一种氢燃料电池车的故障跛行处理方法及系统。
背景技术
氢燃料电池汽车由于其能源的可持续性及较好的续驶里程，在未来有较广阔的发展前景。目前，适合车用的燃料电池是PEMFC，丰田/现代等企业已开始商业化运行PEM燃料电池汽车。
目前氢燃料电池车大多采用燃料电池装置和辅助能源装置的动力方案，以满足驾驶员的多种工况需求。相较于燃料电池装置，氢燃料电池车的辅助能源装置具有电量小、功率大的特点，主要是为了满足功率需求增加较快的工况以及能量回收，例如可以采用基于超级电容的方式实现辅助能源装置。相较于辅助能源装置，燃料电池装置的特点是其功率输出响应较慢，无法满足急加速、超车等功率变化较快的工况，燃料电池装置只能输出功率，不能回收功率，无法进行能量回收。只有燃料电池系统和辅助能源协同工作，才能满足整车的动力性和经济性的需求。当氢燃料电池车整车发生故障时，需要协调好各个部件的功能，使整车在安全的前提下进入跛行模式，防止整车抛锚及危险的发生。
发明内容
根据本发明的其中一方面，本发明为解决其技术问题，提供了一种氢燃料电池车的故障跛行处理方法，应用于控制设备中，所述氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件，所述动力部件用于将燃料电池装置和/或辅助能源装置提供的能量转换为动力以驱动氢燃料电池车进行运动，并用于将氢燃料电池车制动所产生的能量存储于辅助能源装置，所述故障跛行处理方法包括以下步骤：
S1、判断是否部件功能受限，若是，则进入步骤S2,否则进入步骤S5；
S2、判断动力部件是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则进入步骤S3；
S3、判断氢燃料电池系统是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S4；
S4、判断辅助能源装置是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S5；
S5、控制氢燃料电池车整车正常行驶；
S6、控制氢燃料电池车整车进入跛行模式。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法中，所述控制设备为整车控制器VCU。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法中，步骤S6中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大行驶速度和整车的最大功率输出。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法中，，步骤S6中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大跛行时长。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法中，步骤S6中，所述最大行驶速度为20km/h，所述最大功率输出20kW，所述最大跛行时长为30min。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法中，所述控制设备通过CAN网络分别与氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件进行通信连接。
根据本发明的另一方面，本发明为解决其技术问题，还提供了一种氢燃料电池车的故障跛行处理系统，应用于控制设备中，所述氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件，所述动力部件用于将燃料电池装置和/或辅助能源装置提供的能量转换为动力以驱动氢燃料电池车进行运动，并用于将氢燃料电池车制动所产生的能量存储于辅助能源装置，所述故障跛行处理系统包括以下模块：
第一判断模块，用于判断是否部件功能受限，若是，则进入第二判断模块,否则进入正常行驶模块；
第二判断模块，用于判断动力部件是否功能受限，若是，则进入跛行模式模块，否则进入第三判断模块；
第三判断模块，用于判断氢燃料电池系统是否功能受限，若是，则进入跛行模式模块，否则，进入第四判断模块；
第四判断模块，用于判断辅助能源装置是否功能受限，若是，则进入跛行模式模块，否则，进入正常行驶模块；
正常行驶模块，用于控制氢燃料电池车整车正常行驶；
跛行模式模块，用于控制氢燃料电池车整车进入跛行模式。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理系统中，所述控制设备为整车控制器VCU。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理系统中，跛行模式模块中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大行驶速度和整车的最大功率输出。
进一步地，在本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理系统中，跛行模式模块中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大跛行时长。
实施本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法及系统，具有下述技术效果：本发明的燃料电池系统(FCS)、辅助电源装置都可为整车提供动力能源，当氢燃料电池车发生故障时，能够准确判断整车是否需要进入跛行模式，充分发挥整车各个能源部件的作用。进入故障跛行模式时，同时对车速和整车功率进行限制，保证部件的安全，同时出于燃料电池的保护，当燃料电池故障跛行时，限制整车行驶时间。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的氢燃料电池车一实施例的组成示意图；
图2是本发明的氢燃料电池车的故障跛行处理方法一实施例的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。实施例针对氢燃料电池车的故障跛行处理方法进行具体说明，氢燃料电池车的故障跛行处理系统是与氢燃料电池车的故障跛行处理方法完全对应的，其具体实施方式可以参考下述的方法实施例。
参考图1以及图2，本实施例氢燃料电池车的故障跛行处理方法应用于控制设备中，该控制设备可以为整车控制器VCU。氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件，控制设备通过CAN网络分别与氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件进行通信连接。氢燃料电池系统用于将氢气转换为电能，辅助能源装置也可以存储和提供能量。相较于燃料电池装置，氢燃料电池车的辅助能源装置具有电量小、功率大的特点，主要是为了满足功率需求增加较快的工况以及能量回收，例如可以采用基于超级电容的方式实现辅助能源装置。相较于辅助能源装置，燃料电池装置的特点是其功率输出响应较慢，无法满足急加速、超车等功率变化较快的工况，燃料电池装置只能输出功率，不能回收功率，无法进行能量回收。动力部件用于将燃料电池装置和/或辅助能源装置提供的能量转换为动力以驱动氢燃料电池车进行运动，并用于将氢燃料电池车制动所产生的能量存储于辅助能源装置。
本发明氢燃料电池车的部件的故障分为严重故障、功能受限、一般故障。当发生严重故障时，部件停止工作；一般故障时，部件可正常工作；功能受限是指部件的部分功能受到限制，但是依然可以运动，本发明只研究部件功能受限时的处理。
本实施例的故障跛行处理方法包括以下步骤：
S1、判断是否部件功能受限，若是，则进入步骤S2,否则进入步骤S5；
S2、判断动力部件是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则进入步骤S3；
S3、判断氢燃料电池系统是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S4；
S4、判断辅助能源装置是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S5；
S5、控制氢燃料电池车整车正常行驶；
S6、控制氢燃料电池车整车进入跛行模式。
步骤S6中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大行驶速度为20km/h和整车的最大功率输出为20kW。当燃料电池系统故障跛行时，由于辅助电源装置能量较少，且出于对燃料电池的保护，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大跛行时长为30min。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池车的故障跛行处理方法，应用于控制设备中，所述氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件，所述动力部件用于将燃料电池装置和/或辅助能源装置提供的能量转换为动力以驱动氢燃料电池车进行运动，并用于将氢燃料电池车制动所产生的能量存储于辅助能源装置，其特征在于，所述故障跛行处理方法包括以下步骤：
S1、判断是否部件功能受限，若是，则进入步骤S2,否则进入步骤S5；
S2、判断动力部件是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则进入步骤S3；
S3、判断氢燃料电池系统是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S4；
S4、判断辅助能源装置是否功能受限，若是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S5；
S5、控制氢燃料电池车整车正常行驶；
S6、控制氢燃料电池车整车进入跛行模式。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池车的故障跛行处理方法，其特征在于，所述控制设备为整车控制器VCU。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池车的故障跛行处理方法，其特征在于，步骤S6中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大行驶速度和整车的最大功率输出。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池车的故障跛行处理方法，其特征在于，步骤S6中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大跛行时长。
5.根据权利要求4所述的氢燃料电池车的故障跛行处理方法，其特征在于，步骤S6中，所述最大行驶速度为20km/h，所述最大功率输出20kW，所述最大跛行时长为30min。
6.根据权利要求1所述的氢燃料电池车的故障跛行处理方法，其特征在于，所述控制设备通过CAN网络分别与氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件进行通信连接。
7.一种氢燃料电池车的故障跛行处理系统，应用于控制设备中，所述氢燃料电池车包含氢燃料电池系统、辅助能源装置以及动力部件，所述动力部件用于将燃料电池装置和/或辅助能源装置提供的能量转换为动力以驱动氢燃料电池车进行运动，并用于将氢燃料电池车制动所产生的能量存储于辅助能源装置，其特征在于，所述故障跛行处理系统包括以下模块：
第一判断模块，用于判断是否部件功能受限，若是，则进入第二判断模块,否则进入正常行驶模块；
第二判断模块，用于判断动力部件是否功能受限，若是，则进入跛行模式模块，否则进入第三判断模块；
第三判断模块，用于判断氢燃料电池系统是否功能受限，若是，则进入跛行模式模块，否则，进入第四判断模块；
第四判断模块，用于判断辅助能源装置是否功能受限，若是，则进入跛行模式模块，否则，进入正常行驶模块；
正常行驶模块，用于控制氢燃料电池车整车正常行驶；
跛行模式模块，用于控制氢燃料电池车整车进入跛行模式。
8.根据权利要求7所述的氢燃料电池车的故障跛行处理系统，其特征在于，所述控制设备为整车控制器VCU。
9.根据权利要求7所述的氢燃料电池车的故障跛行处理系统，其特征在于，跛行模式模块中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大行驶速度和整车的最大功率输出。
10.根据权利要求9所述的氢燃料电池车的故障跛行处理系统，其特征在于，跛行模式模块中，进入跛行模式时，所述控制设备控制氢燃料电池车整车的最大跛行时长。
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