CN113161584B - 一种整车燃料电池系统启动控制方法、系统及客车 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种整车燃料电池系统启动控制方法、系统及客车，包括：接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；使用混合控制策略和所述操作状态的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间；根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。解决了如何减少频繁起停对燃料电池造成的伤害问题，能够为燃料电池系统启动留出足够的准备时间，使燃料电池电堆平稳正常启动，提高燃料电池寿命。

Description

一种整车燃料电池系统启动控制方法、系统及客车
技术领域
本公开属于燃料电池客车的电子控制技术领域，尤其涉及一种整车燃料电池系统启动控制方法、系统及客车。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。
目前燃料电池客车多为电-电混合动力系统，即动力电池与燃料电池共同作为能量来源给电动机供电驱动车辆行进。然而，发明人发现，燃料电池系统作为燃料电池客车的核心动力系统，在车辆运行过程中频繁起停是必不可少的，如何减少频繁起停对燃料电池造成的伤害是需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种整车燃料电池系统启动控制方法、系统及客车，当整车需要燃料电池系统发电时，整车控制器按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，在发动机系统具备拉载条件后再进行拉载。
第一方面，本公开提供了一种整车燃料电池系统启动控制方法，包括：
接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；
使用混合控制策略和所述操作状态的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间；
根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。
第二方面，本公开提供了一种整车燃料电池系统启动控制系统，包括整车控制器，所述整车控制器包括数据接收模块、数据处理模块和控制模块；
数据接收模块用于接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；
数据处理模块用于使用混合控制策略和所述操作状态的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间；
控制模块用于根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。
第三方面，本公开提供了一种燃料电池客车，采用如第一方面所述的燃料电池客车燃料电池系统启动控制方法进行控制；或，包括如第二方面所述的整车燃料电池系统启动控制系统。
与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：
1、本公开采用使用混合控制策略和所述操作状态的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间；根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统，解决了如何减少频繁起停对燃料电池造成的伤害问题，能够为燃料电池系统启动留出足够的准备时间，使燃料电池电堆平稳正常启动，提高燃料电池寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为整车燃料电池系统启动控制流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种整车燃料电池系统启动控制方法，包括：
接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；
使用混合控制策略和所述操作状态的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间；根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。
所述整车包括燃料电池系统和动力电池系统，所述燃料电池系统为燃料电池客车的核心动力系统；作为一种实施方式，所述燃料电池系统采用氢燃料电池，包括阴极和阳极以及位置二者之间的电解质。阳极接收氢气，阴极接收氧或空气，氢气在阳极中解离，从而产生自由的质子和电子，质子穿过电解质到达阴极，质子与阴极中的氧和电子反应，从而产生水；来自阳极的电子不能穿过电解质，因此被引导穿过负载，从而在传送到阴极之前进行工作。作为另一种实施方式，所述燃料电池系统还可采用质子交换膜负载电池。
作为一种实施方式，所述操作状态包括OFF、ON、Start档电状态，当操作状态处于ON档电时，整车控制器、电池管理系统、燃料电池系统控制器及氢控制器，此时各控制器可正常发送和接收报文；所述混合控制策略采用多变量表达式、逻辑树和多维校准表来获取信号发送时间。具体的根据车辆参数，如车辆速度、转矩需求、转矩请求历史和系统温度等参数，通过多变量表达式、逻辑树和多维校准表确定考虑系统效率、功率请求和压缩机噪声的信号发送时间，所述信号发送时间包括控制器检测到ON档电后的停滞时间、发送唤醒信号与使能信号的时间间隔、整车上高压后输入端电压大于360V的持续时间。
其中，根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号具体包括：
ON档状态输入，根据信号发送时间按时序发送燃料电池系统控制器唤醒信号及使能信号、发送燃料电池客车上高压信号及降压DCDC启动信号、发送燃料电池发动机运行信号、转发反馈及供氢使能信号和发送运行信号。
作为另一种实施方式，所述按时序发送燃料电池系统控制器唤醒信号及使能信号具体包括：：检测到ON档电输入信号后，根据设定的信号发送时间依次向燃料电池系统控制器发送燃料电池发动机唤醒信号及燃料电池发动机使能信号。具体的一种实施方式为，待整车控制器检测到ON档电5s后，此时，整车控制器依次向燃料电池系统控制器发送燃料电池发动机唤醒信号(SSC_I N)及燃料电池发动机使能信号(MD_EN)，与此同时燃料电池系统控制器向整车控制器反馈相应唤醒状态(Un l ock)与使能状态(Standby)。
所述发送燃料电池客车上高压信号及降压DCDC启动信号包括：
检测到Start档电输入信号后，发送上高压信号至电池管理系统实现整车上高压；
整车上高压后，降压DCDC监测输入端电压大于360V并且持续设定时间后，向降压DCDC发送启动信号。
具体的一种实施方式为，待打开燃料电池客车钥匙ON档后，可在任意时刻打开钥匙Start档启动车辆，与燃料电池系统控制器唤醒信号与使能信号的发送不冲突。待打开钥匙Start档后，整车控制器与电池管理系统进行通讯实现整车上高压，此时车辆进入纯电模式。整车上高压后，降压DCDC监测输入端电压大于360V并且持续时间为2s后，降压DCDC向整车控制器上报预充完成状态，此时，整车控制器向降压DCDC发送启动信号，为燃料电池发动机辅机供电做准备。
其中，所述发送燃料电池发动机运行信号并转发反馈及供氢使能信号包括：
接收启动信号后，向燃料电池系统控制器发送燃料电池发动机运行信号；
待燃料电池系统控制器接收到燃料电池发动机运行信号后，燃料电池系统控制器反馈供氢使能信号至整车控制器。
所述发送运行信号包括：整车控制器将供氢使能信号转发给氢系统控制器允许供氢；供氢后燃料电池系统将运行信号反馈给整车控制器。
具体的一种实施方式为:待整车上高压后，切换仪表盘上纯电模式与燃料电池模式开关，使车辆进入混动模式，整车控制器接收启动信号后，整车控制器向燃料电池系统控制器发送燃料电池发动机运行信号(MD_RUN)；待燃料电池系统控制器接收到整车控制器发送的燃料电池发动机运行信号后，燃料电池系统控制器反馈供氢使能信号(H2_EN)给整车控制器，然后整车控制器将供氢使能信号转发给氢系统控制器允许供氢；最后，燃料电池系统将运行信号反馈给整车控制器。
其中，所述设定的信号发送时间包括检测到ON档电后的停滞时间、发送唤醒信号与使能信号的时间间隔和整车上高压后输入端电压大于360V的持续时间。
作为其中一种实施方式，所述检测到ON档电后的停滞时间优选为5s，唤醒信号与使能信号的时间间隔优选为15s，所述输入端电压大于360V的持续设定时间为2s。
实施例2
公开了提供了一种整车燃料电池系统启动控制系统，其包括整车控制器，所述整车控制器被配置为执行实施例一中所述的燃料电池客车燃料电池系统启动控制方法；具体为：整车控制器包括数据接收模块、数据处理模块和控制模块；
数据接收模块用于接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；
数据处理模块用于使用混合控制策略和所述操作状态的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间；
控制模块用于根据信号发送时间按时序发送或转发燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。
实施例3
在另一些实施方式中，本公开提供了一种燃料电池客车，其包括上述的整车燃料电池系统启动控制系统；或者，采用实施例一中所述的燃料电池客车燃料电池系统启动控制方法。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，包括：
接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；
使用混合控制策略和所述操作状态相应的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间，包括使用从包括下述各项的组中选择的函数，所述各项为：多变量表达式、逻辑树和多维校准表；
根据信号发送时间按时序发送燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。
2.如权利要求1所述的整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，根据信号发送时间按时序发送燃料电池发动机系统启动用的各信号具体包括：
ON档状态输入，根据信号发送时间按时序发送燃料电池系统控制器唤醒信号及使能信号、发送燃料电池客车上高压信号及降压DCDC启动信号、发送燃料电池发动机运行信号、发送反馈的供氢使能信号。
3.如权利要求2所述的整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，所述按时序发送燃料电池系统控制器唤醒信号及使能信号包括：检测到ON档电输入信号后，根据设定的信号发送时间依次向燃料电池系统控制器发送燃料电池发动机唤醒信号及燃料电池发动机使能信号。
4.如权利要求2所述的整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，所述发送燃料电池客车上高压信号及降压DCDC启动信号包括：
检测到Start档电输入信号后，发送上高压信号至电池管理系统实现整车上高压；
整车上高压后，降压DCDC监测输入端电压大于360V并且持续设定时间后，向降压DCDC发送启动信号。
5.如权利要求2所述的整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，所述发送燃料电池发动机运行信号包括：
接收启动信号后，向燃料电池系统控制器发送燃料电池发动机运行信号；
待燃料电池系统控制器接收到燃料电池发动机运行信号后，燃料电池系统控制器反馈供氢使能信号至整车控制器。
6.如权利要求2所述的整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，所述发送反馈的供氢使能信号包括：整车控制器将供氢使能信号转发给氢系统控制器允许供氢；供氢后燃料电池系统将运行信号反馈给整车控制器。
7.如权利要求1所述的整车燃料电池系统启动控制方法，其特征在于，所述当收到运行信号后启动燃料电池系统包括：收到运行信号后提供需求电流，燃料电池系统响应需求电流输出，成功启动燃料电池系统。
8.一种整车燃料电池系统启动控制系统，其特征在于，包括整车控制器，所述整车控制器包括数据接收模块、数据处理模块和控制模块；
数据接收模块用于接收燃料电池系统当前操作状态相应的输入信号；
数据处理模块用于使用混合控制策略和所述操作状态相应的输入信号确定所述燃料电池系统的信号发送时间，包括使用从包括下述各项的组中选择的函数，所述各项为：多变量表达式、逻辑树和多维校准表；
控制模块用于根据信号发送时间按时序发送燃料电池发动机系统启动用的各信号，当收到运行信号后启动燃料电池系统。
9.一种燃料电池客车，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的整车燃料电池系统启动控制方法进行控制。
10.一种燃料电池客车，其特征在于，包括如权利要求8所述的整车燃料电池系统启动控制系统。
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