CN113782792A - 汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统，该方法包括步骤：S1、车辆在纯电模式下上电；S2、闭合燃料电池继电器；判断车辆的绝缘值是否大于设定值；若是，执行步骤S3、启动燃料电池系统；若否，执行步骤S4、断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行设定时间后返回步骤S2。该方法通过燃料电池冷却系统控制调节来提升燃料电池系统绝缘值，避免因冷却介质电导率过高而无法启动燃料电池系统，确保车辆正常使用。

Description

汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统
技术领域
本发明涉及车用燃料电池技术领域，特别是涉及一种汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统。
背景技术
目前燃料电池汽车主要采用电电混合，即采用燃料电池系统和储能的动力电池系统作为动力源。燃料电池车采用高电压平台(比如350V/550V)，为防止人员对系统高压电误触而产生安全隐患，对绝缘值有要求。
现有在燃料电池车启动时，车辆进行绝缘检测，如果判断整车绝缘值低于设定值，则切断输出电源。燃料电池系统的冷却介质与电堆内部双极板接触导致冷却介质具有导电性，必须确保燃料电池冷却介质的低电导率以满足绝缘要求。燃料电池车在长期停放后，冷却系统的离子释放高导致冷却介质电导率升高，绝缘值降低，车辆无法上电启动。燃料电池的冷却介质可以通过运行泵循环至去离子器进行离子过滤以降低电导率，但是因为绝缘值无法满足要求，车辆无法上电，就无法过滤，无法过滤则无法提高绝缘值，又无法上电，如此造成死循环，影响车辆使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统，该方法通过燃料电池冷却系统控制调节来提升燃料电池系统绝缘值，避免因冷却介质电导率过高而无法启动燃料电池系统，确保车辆正常使用。
为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，包括步骤：
S1、车辆在纯电模式下上电；
S2、闭合燃料电池继电器；判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，执行步骤S3、启动燃料电池系统；
若否，执行步骤S4、断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行设定时间后返回步骤S2。
该汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，启动燃料电池系统前，在纯电模式下通过燃料电池冷却系统的控制调节来对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，以降低冷却介质的电导率，提高车辆的绝缘值，避免因为冷却介质电导率过高，离子过滤器未饱和的情况下，无法启动燃料电池系统，而影响车辆使用。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，在进入步骤S4前，还包括步骤：
S21、判断步骤S4的执行次数是否达到设定次数，若是，发送故障报警，若否，进入步骤S4。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，步骤S21中，所述设定次数为2次以上。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，在后执行的步骤S4中的运行设定时间比在先执行的步骤S4中的运行设定时间长。
本发明还提供一种汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，包括步骤：
车辆在纯电模式下上电；
闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行第一设定时间后，闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行第二设定时间后，闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，发送故障报警。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，对燃料电池的冷却介质进行离子过滤包括调节燃料电池冷却系统的泵的转速，和/或，节温器的开度。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，所述车辆的绝缘值为整车绝缘值或者燃料电池系统的绝缘值。
本发明还提供一种汽车燃料电池系统的绝缘检测系统，包括：
检测模块，用于检测车辆的绝缘值；
判断模块，用于以车辆的绝缘值大于设定值为条件，获得第一判断结果，或以车辆的绝缘值不大于设定值为条件，获得第二判断结果；
执行模块，用于根据所述第一判断结果，输出启动燃料电池系统的控制信号，或根据第二判断结果，输出断开燃料电池继电器，并在纯电模式下启动燃料电池冷却系统运行设定时间的控制信号。
该汽车燃料电池系统的绝缘检测系统与前述绝缘检测方法的原理一致，具有相应的技术效果，此处不再赘述。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测系统，所述判断模块还用于记录获得第二判断结果的次数，并以获得第二判断结果的次数达到设定次数为条件，获得第三判断结果；所述执行模块还用于根据所述第三判断结果输出故障报警的控制信号。
如上所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测系统，所述执行模块还根据所述第二判断结果输出调节所述燃料电池冷却系统的泵的转速和/或节温器的开度的控制信号。
附图说明
图1为本发明所提供汽车燃料电池系统的绝缘检测方法的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明所提供汽车燃料电池系统的绝缘检测方法的第二实施例的流程示意图；
图3为汽车燃料电池冷却系统的结构框图。
附图标记说明：
燃料电池11，泵12，中冷器13，去离子器14，节温器15，散热器16，膨胀水壶17。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
为便于理解和描述简洁，下文结合汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统一并说明，有益效果部分不再重复论述。
请参考图1和图3，图1为本发明所提供汽车燃料电池系统的绝缘检测方法的第一实施例的流程示意图；图3为汽车燃料电池冷却系统的结构框图。
车辆的燃料电池系统的冷却介质因与电堆内部双极板接触会具有导电性，其电导率决定了燃料电池系统的绝缘值，而燃料电池系统的绝缘值为整车绝缘值中可变的绝缘值，即可通过降低燃料电池系统冷却介质的电导率来提高燃料电池系统的绝缘值，冷却介质的电导率可通过燃料电池冷却系统中的去离子器进行离子过滤的方式来降低。
如图3所示，燃料电池冷却系统通常包括燃料电池11、泵12、中冷器13、去离子器14、节温器15、散热器16和膨胀水壶17以及连接前述相关部件的管路；其中，泵12的出口并联有两个管路，一个管路与燃料电池1连通，一个管路上串联设置有中冷器13和去离子器14，泵12将冷却介质泵送至燃料电池11，或泵送至中冷器13和去离子器14，经燃料电池11和去离子器14流出的冷却介质可通过节温器15流向散热器16或流回泵12，其中，节温器15能够调节与其连接的管路的开度，即调整流向散热器16或泵12的冷却介质的流量。另外，膨胀水壶17可为泵12补充冷却介质，也起到排气承压的功能。图3中的虚线示意即为排气气路，即燃料电池11和散热器16可借助膨胀水壶17排气。
燃料电池冷却系统在启动运行后，其中的冷却介质经过去离子器14可实现离子过滤，从而降低电导率，进而提高燃料电池系统的绝缘值。但是，若车辆的绝缘值不大于设定值，车辆则无法上电启动燃料电池系统，无法上电燃料电池冷却系统就无法启动，造成在去离子器还未饱和的情况下影响车辆使用，本文提供的方法及系统则能解决该问题。
需要说明的是，图3只是一种燃料电池冷却系统的简单示意，可以理解，实际应用中，燃料电池冷却系统的结构及管路连接等可以有适应性的变化，但是都会包括泵12和去离子器14。
如图1所示，该实施例中，汽车燃料电池系统的绝缘检测方法包括如下步骤：
S1、车辆在纯电模式下上电；
S2、闭合燃料电池继电器；判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，执行步骤S3、启动燃料电池系统；
若否，执行步骤S4、断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行设定时间后返回步骤S2。
该实施例中，汽车燃料电池系统的绝缘检测系统可以包括检测模块、判断模块和执行模块；其中，检测模块用于检测车辆的绝缘值；判断模块用于以车辆的绝缘值大于设定值为条件，获得第一判断结果，或以车辆的绝缘值不大于设定值为条件，获得第二判断结果；执行模块用于根据第一判断结果输出起到燃料电池系统的控制信号，或者根据第二判断结果，输出断开燃料电池继电器，并在纯电模式下启动燃料电池冷却系统运行设定时间的控制信号。
显然，该方法和系统适用的是动力电池和燃料电池作为车辆动力源的电电混合动力车。
其中，上述设定值可以根据车辆的实际情况来设定，可以是一个具体数值，也可以是一个范围值。
在实际应用时车辆以纯电模式启动，在判断检测到的车辆的绝缘值不大于设定值时，断开燃料电池系统的继电器，以纯电模式启动燃料电池冷却系统运行，以实现将冷却介质泵送至去离子器进行离子过滤而降低其电导率，在燃料电池冷却系统运行设定时间后，再闭合继电器，进行绝缘值的检测和判断，如此，可规避背景技术中冷却介质去离子化和上电死循环的问题，避免因为冷却介质电导率过高，去离子器未饱和的情况下，无法启动燃料电池系统，而影响车辆使用。
该实施例中，在进入步骤S4前，还包括步骤S21、判断步骤S4的执行次数是否达到设定次数，若是，发送故障报警，若否，进入步骤S4。
相应地，绝缘检测系统的判断模块还用于记录获得第二判断结果的次数，并以获得第二判断结果的次数达到设定次数为条件，获得第三判断结果；执行模块还用于根据第三判断结果输出故障报警的控制信号。
这样，在执行过步骤S4后返回步骤S2中，判断车辆的绝缘值仍不符合启动条件时，不必一直循环执行步骤S4，此时，发出故障报警，可以进行故障排查，避免检测陷入死循环。
步骤S21中的设定次数为2次以上，即步骤S4至少执行2次才判断有故障发生，当然，实际应用时，也可根据步骤S4每次执行的时间等来确定设定次数。
通常来说，在后执行的步骤S4中的燃料电池冷却系统的运行设定时间比在先执行的步骤S4中的燃料电池冷却系统的运行设定时间要长，这些可通过判断模块的判断结果及相应执行模块输出的控制信号来控制。
具体的方案中，在纯电模式下启动燃料电池冷却系统后，对燃料电池的冷却介质进行离子过滤还包括调节泵的转速，或者节温器的开度，或者泵的转速及节温器的开度一并调节。其中，节温器开度的调节如前所述可控制冷却介质的循环流量，避免局部电导率高。
相应的，执行模块输出的启动燃料电池冷却系统运行的控制信号包括运行时间、泵的转速或者节温器的开度。
其中，在判断过程中，或者检测模块检测过程中，车辆的绝缘值为整车绝缘值或只是燃料电池系统的绝缘值，具体可根据应用需求来定，显然，随着检测或判断绝缘值的不同，相应的设定值也不同。
请参考图2，图2为本发明所提供汽车燃料电池系统的绝缘检测方法的第二实施例的流程示意图。
该实施例中，汽车燃料电池系统的绝缘检测方法包括如下步骤：
车辆在纯电模式下上电；
闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行第一设定时间后，闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行第二设定时间后，闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，发送故障报警。
与前述第一实施例相比，该实施例中不进行燃料电池冷却系统启动以离子过滤冷却介质的次数，直接依判断结果进行两次启动燃料电池冷却系统后，如果车辆的绝缘值仍不符合要求就发送故障报警。
可以理解，在此基础上，也可以不进行判断，依照判断结果直接启动燃料电池冷却系统三次或更多次后，再在不符合要求时发送故障报警。
该实施例中方法的原理与前述第一实施例类似，每个步骤中的参数设置或者运行控制等均可参考前述实施例理解，此处不再重复说明。
该实施例中，第二设定时间优选比第一设定时间长，当然，根据实际应用需要，也可以相同或者比第一设定时间短，每次启动燃料电池冷却系统运行的泵的转速，或者节温器的开度都可不同设置。
以上对本发明所提供的一种汽车燃料电池系统的绝缘检测方法及系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，包括步骤：
S1、车辆在纯电模式下上电；
S2、闭合燃料电池继电器；判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，执行步骤S3、启动燃料电池系统；
若否，执行步骤S4、断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行设定时间后返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，在进入步骤S4前，还包括步骤：
S21、判断步骤S4的执行次数是否达到设定次数，若是，发送故障报警，若否，进入步骤S4。
3.根据权利要求2所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，步骤S21中，所述设定次数为2次以上。
4.根据权利要求2所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，在后执行的步骤S4中的运行设定时间比在先执行的步骤S4中的运行设定时间长。
5.汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，包括步骤：
车辆在纯电模式下上电；
闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行第一设定时间后，闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，断开燃料电池继电器，车辆在纯电模式下启动燃料电池冷却系统，以对燃料电池的冷却介质进行离子过滤，运行第二设定时间后，闭合燃料电池继电器，判断车辆的绝缘值是否大于设定值；
若是，启动燃料电池系统；
若否，发送故障报警。
6.根据权利要求1-5任一项所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，对燃料电池的冷却介质进行离子过滤包括调节燃料电池冷却系统的泵的转速，和/或，节温器的开度。
7.根据权利要求1-5任一项所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测方法，其特征在于，所述车辆的绝缘值为整车绝缘值或者燃料电池系统的绝缘值。
8.汽车燃料电池系统的绝缘检测系统，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测车辆的绝缘值；
判断模块，用于以车辆的绝缘值大于设定值为条件，获得第一判断结果，或以车辆的绝缘值不大于设定值为条件，获得第二判断结果；
执行模块，用于根据所述第一判断结果，输出启动燃料电池系统的控制信号，或根据第二判断结果，输出断开燃料电池继电器，并在纯电模式下启动燃料电池冷却系统运行设定时间的控制信号。
9.根据权利要求8所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测系统，其特征在于，所述判断模块还用于记录获得第二判断结果的次数，并以获得第二判断结果的次数达到设定次数为条件，获得第三判断结果；所述执行模块还用于根据所述第三判断结果输出故障报警的控制信号。
10.根据权利要求8或9所述的汽车燃料电池系统的绝缘检测系统，其特征在于，所述执行模块还根据所述第二判断结果输出调节所述燃料电池冷却系统的泵的转速和/或节温器的开度的控制信号。
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