CN112092628A - 一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法和系统，包括以下步骤：整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并，若VCU接收到FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式；正常模式下FCU实时监控燃料电池系统的状态，若FCU检测到燃料电池系统停止运行则根据正常模式的放电策略，控制燃料电池系统快速放电；故障模式下，若FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则根据故障模式的放电策略，控制燃料电池系统快速放电。本发明利用DCDC和热敏电阻一起工作的方式，实现燃料电池快速放电；增加能量利用率；更快实现降低开路电压；减少热量的产生。

Description

一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法和系统
技术领域
本发明涉及燃料电池放电领域，尤其涉及一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法和系统。
背景技术
随着国家及地方政府对燃料电池的支持，燃料电池车辆发展迅速，目前已有越来越多的燃料电池车辆开始进入市场运行。燃料电池系统是燃料电池车辆的心脏，对燃料电池车的性能有着决定性作用。
传统的燃料电池系统，每次运行完后都有一个较高的开路电压存在，无论是关机还是进入怠速状态都很慢，需要很多的时间去等待燃料电池系统被动放电，有的会加一个热敏电阻去消耗，这种方式的放电效率不高，并且存在产生热量的情况。随机的技术的不断研究，如何让燃料电池系统快速的放掉自己的高压实现快速进入怠速零输出和快速关机是一个研究方向。
发明内容
本发明提供了一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法和系统，解决了传统的燃料电池系统中需要很多的时间去等待燃料电池系统被动放电的问题。
本发明为解决其技术问题，提供了一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法和系统，包括以下步骤：
S1、整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若所述FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并进入步骤S2，若所述VCU接收到所述FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式并进入步骤S4；
S2、所述FCU实时监控燃料电池系统的状态；若所述FCU检测到所述燃料电池系统停止运行则进入步骤S3，否则重复步骤S2；
S3、根据所述正常模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束；
S4、所述FCU判断所述燃料电池系统发生的故障种类，若所述FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则进入步骤S5，否则返回步骤S2；
S5、根据所述故障模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，步骤S3具体为：
S31、将所述燃料电池系统中的直流转换控制器DCDC的功率降载至P1；
S32、关闭所述燃料电池系统的气体供给；
S33、降低所述燃料电池系统中的电堆的电压，若所述电堆的电压小于V1则进入步骤S34，否则重复步骤S33；
S34、在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R继续降低所述电堆的电压，若所述电堆的电压降为0则进入步骤S35，否则重复步骤S34；
S35、延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，步骤S5具体为：
S51、在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R降低所述电堆的电压，若电压降为0则进入步骤S52，否则重复步骤S51；
S52、延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，所述热敏电阻R在温度越高时电阻值越大。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，包括以下模块：
FCU状态监测模块,用于将整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若所述FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并进入正常模式监测模块，若所述VCU接收到所述FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式并进入故障模式监测模块；
正常模式监测模块，用于将所述FCU实时监控燃料电池系统的状态；若所述FCU检测到所述燃料电池系统停止运行则进入正常模式放电模块，否则停留在正常模式监测模块；
正常模式放电模块，用于根据所述正常模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束；
故障模式监测模块，用于将所述FCU判断所述燃料电池系统发生的故障种类，若所述FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则进入故障模式放电模块，否则返回正常模式监测模块；
故障模式放电模块，用于根据所述故障模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，正常模式放电模块包括以下子模块：
DCDC功率降载子模块，用于将所述燃料电池系统中的直流转换控制器DCDC的功率降载至P1；
气体供给停止子模块，用于关闭所述燃料电池系统的气体供给；
电堆电压降低第一子模块，用于降低所述燃料电池系统中的电堆的电压，若所述电堆的电压小于V1则进入电堆电压降低第二模块，否则停留在电堆电压降低第一模块；
电堆电压降低第二子模块，用于在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R继续降低所述电堆的电压，若所述电堆的电压降为0则进入放电结束子模块，否则停留在电堆电压降低第二模块；
放电结束子模块，用于延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，故障模式放电模块包括以下子模块：
电堆电压降低第三子模块，用于在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R降低所述电堆的电压，若电压降为0则进入放电结束子模块，否则停留在电堆电压降低第三子模块；
放电结束子模块，用于延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，本发明的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，所述热敏电阻R在温度越高时电阻值越大。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、利用DCDC和热敏电阻一起工作的方式，实现燃料电池快速放电；
2、增加能量利用率；
3、更快实现降低开路电压；
4、减少热量的产生。
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为本发明的方法流程图。
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。
请参考图1，其为本发明的方法流程图，本发明提出的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，包括以下步骤：
S1、整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若所述FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并进入步骤S2，若所述VCU接收到所述FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式并进入步骤S4；
S2、所述FCU实时监控燃料电池系统的状态；若所述FCU检测到所述燃料电池系统停止运行则进入步骤S3，否则重复步骤S2；
S3、根据所述正常模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束；
S4、所述FCU判断所述燃料电池系统发生的故障种类，若所述FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则进入步骤S5，否则返回步骤S2；
S5、根据所述故障模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束。
进一步的，步骤S3具体为：
S31、将所述燃料电池系统中的直流转换控制器DCDC的功率降载至P1，P1为预设值，可根据实际情况进行调整；
S32、关闭所述燃料电池系统的气体供给；
S33、降低所述燃料电池系统中的电堆的电压，若所述电堆的电压小于V1则进入步骤S34，否则重复步骤S33；V1为预设值，可根据实际情况进行调整；
S34、在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R继续降低所述电堆的电压，若所述电堆的电压降为0则进入步骤S35，否则重复步骤S34；
S35、延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，步骤S5具体为：
S51、在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R降低所述电堆的电压，若电压降为0则进入步骤S52，否则重复步骤S51；
S52、延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，所述热敏电阻R在温度越高时电阻值越大。
进一步的，一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，包括以下模块：
FCU状态监测模块,用于将整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若所述FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并进入正常模式监测模块，若所述VCU接收到所述FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式并进入故障模式监测模块；
正常模式监测模块，用于将所述FCU实时监控燃料电池系统的状态；若所述FCU检测到所述燃料电池系统停止运行则进入正常模式放电模块，否则停留在正常模式监测模块；
正常模式放电模块，用于根据所述正常模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束；
故障模式监测模块，用于将所述FCU判断所述燃料电池系统发生的故障种类，若所述FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则进入故障模式放电模块，否则返回正常模式监测模块；
故障模式放电模块，用于根据所述故障模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束。
进一步的，正常模式放电模块包括以下子模块：
DCDC功率降载子模块，用于将所述燃料电池系统中的直流转换控制器DCDC的功率降载至P1；
气体供给停止子模块，用于关闭所述燃料电池系统的气体供给；
电堆电压降低第一子模块，用于降低所述燃料电池系统中的电堆的电压，若所述电堆的电压小于V1则进入电堆电压降低第二模块，否则停留在电堆电压降低第一模块；
电堆电压降低第二子模块，用于在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R继续降低所述电堆的电压，若所述电堆的电压降为0则进入放电结束子模块，否则停留在电堆电压降低第二模块；
放电结束子模块，用于延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，故障模式放电模块包括以下子模块：
电堆电压降低第三子模块，用于在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R降低所述电堆的电压，若电压降为0则进入放电结束子模块，否则停留在电堆电压降低第三子模块；
放电结束子模块，用于延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
进一步的，所述热敏电阻R在温度越高时电阻值越大。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若所述FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并进入步骤S2，若所述VCU接收到所述FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式并进入步骤S4；
S2、所述FCU实时监控燃料电池系统的状态；若所述FCU检测到所述燃料电池系统停止运行则进入步骤S3，否则重复步骤S2；
S3、根据所述正常模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束；
S4、所述FCU判断所述燃料电池系统发生的故障种类，若所述FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则进入步骤S5，否则返回步骤S2；
S5、根据所述故障模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束。
2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，其特征在于，步骤S3具体为：
S31、将所述燃料电池系统中的直流转换控制器DCDC的功率降载至P1；
S32、关闭所述燃料电池系统的气体供给；
S33、降低所述燃料电池系统中的电堆的电压，若所述电堆的电压小于V1则进入步骤S34，否则重复步骤S33；
S34、在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R继续降低所述电堆的电压，若所述电堆的电压降为0则进入步骤S35，否则重复步骤S34；
S35、延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
3.根据权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，其特征在于，步骤S5具体为：
S51、在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R降低所述电堆的电压，若电压降为0则进入步骤S52，否则重复步骤S51；
S52、延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
4.根据权利要求2或3所述的一种氢能汽车燃料电池快速放电的方法，其特征在于，所述热敏电阻R在温度越高时电阻值越大。
5.一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，其特征在于，包括以下模块：
FCU状态监测模块,用于将整车控制单元VCU实时监控电控单元FCU的状态，若所述FCU正常运行则判定车辆处于正常模式并进入正常模式监测模块，若所述VCU接收到所述FCU发出的故障警报则判定车辆处于故障模式并进入故障模式监测模块；
正常模式监测模块，用于将所述FCU实时监控燃料电池系统的状态；若所述FCU检测到所述燃料电池系统停止运行则进入正常模式放电模块，否则停留在正常模式监测模块；
正常模式放电模块，用于根据所述正常模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束；
故障模式监测模块，用于将所述FCU判断所述燃料电池系统发生的故障种类，若所述FCU检测到发生最高级故障或直流转换控制器DCDC停机故障则进入故障模式放电模块，否则返回正常模式监测模块；
故障模式放电模块，用于根据所述故障模式的放电策略，控制所述燃料电池系统快速放电，本次流程执行结束。
6.根据权利要求5所述的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，其特征在于，正常模式放电模块包括以下子模块：
DCDC功率降载子模块，用于将所述燃料电池系统中的直流转换控制器DCDC的功率降载至P1；
气体供给停止子模块，用于关闭所述燃料电池系统的气体供给；
电堆电压降低第一子模块，用于降低所述燃料电池系统中的电堆的电压，若所述电堆的电压小于V1则进入电堆电压降低第二模块，否则停留在电堆电压降低第一模块；
电堆电压降低第二子模块，用于在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R继续降低所述电堆的电压，若所述电堆的电压降为0则进入放电结束子模块，否则停留在电堆电压降低第二模块；
放电结束子模块，用于延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
7.根据权利要求5所述的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，其特征在于，故障模式放电模块包括以下子模块：
电堆电压降低第三子模块，用于在所述燃料电池系统中断开所述DCDC，并在所述电堆上并联接入一个热敏电阻R，利用所述热敏电阻R降低所述电堆的电压，若电压降为0则进入放电结束子模块，否则停留在电堆电压降低第三子模块；
放电结束子模块，用于延迟1S后断开所述热敏电阻R，结束放电操作。
8.根据权利要求6或7所述的一种氢能汽车燃料电池快速放电的系统，其特征在于，所述热敏电阻R在温度越高时电阻值越大。
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