DE102015220316A1

DE102015220316A1 - System und verfahren zum steuern eines notfahrens für ein brennstoffzellenfahrzeug

Info

Publication number: DE102015220316A1
Application number: DE102015220316.6A
Authority: DE
Inventors: Sungdo KIM; Minsu Kang; Chang Seok Ryu; Dong Hun Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-10-06
Also published as: KR20160116583A; KR101703590B1; US20160288666A1; US9725011B2

Abstract

Es sind ein System und Verfahren zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs bereitgestellt. Das System umfasst ein Trennrelais, das einen Stromfluss zwischen einem Zerhacker und einem Superkondensator verbindet oder trennt. Ein Verbindungsrelais verbindet oder trennt einen Stromfluss zwischen einer Stromleitung, mit der eine Brennstoffzelle und ein Antriebsmotor verbunden sind, und dem Superkondensator. Ein Notfahrrelais umfasst einen ersten Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von einer Masseleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, und einen zweiten Anschluss, der zwischen einem Bremswiderstand und dem Zerhacker angeschlossen ist. Eine Stromversorgungssystemsteuerung wird in einem Notfahrmodus angesteuert, um das Trennrelais, um ausgeschaltet zu werden, und das Verbindungsrelais, um eingeschaltet zu werden, während eines Kurzschlusses des Zerhackers zu steuern und schaltet das Notfahrrelais ein oder aus.

Description

HINTERGRUND
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Notfahrens für ein Brennstoffzellenfahrzeug.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen verwendet ein Brennstoffzellenfahrzeug eine Brennstoffzelle als eine Hauptstromversorgung und einen Superkondensator als eine Hilfsstromversorgung. Das Brennstoffzellenfahrzeug, das eingerichtet ist, um einen Bremswiderstand zu verwenden, um eine Überspannung des typischen Superkondensators zu verhindern, hat ein Steuerverfahren zum Erfassen und Verhindern des Auftretens eines Kurzschlusses einer Halbleitervorrichtung (IGBT) eines Zerhackers/Choppers, der eine elektrische Kontaktvorrichtung einer Bremswiderstandschaltung darstellt.
1 stellt ein Stromversorgungssystem des typischen Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik dar. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Stromversorgungssystem 10 des typischen Brennstoffzellenfahrzeugs einen Superkondensator 14, der mit einer von einer Brennstoffzelle 11 und einem Antriebsmotor 13 während eines regenerativen Bremsens erzeugten Spannung aufgeladen wird, einen Zerhacker/Chopper 15, der eingerichtet ist, um eine Überspannung des Superkondensators 14 zu verhindern, und einen Bremswiderstand 16.
Das Stromversorgungssystem 10 ist eingerichtet, um ein Superkondensator-Trennrelais 17 einzuschalten, wenn ein Zerhacker-Kurzschluss-Fehlercode in einem Zerhacker-Flashspeicher während des Startens des Brennstoffzellenfahrzeugs nicht vorhanden ist. Wenn es in einem Anfangslademodus des Superkondensators 14 betrieben wird, ist das Stromversorgungssystem 10 eingerichtet, um ein Anfangsladerelais 18 einzuschalten, nachdem die Brennstoffzelle 11 eine Spannung erzeugt, um den Superkondensator 14 zunächst durch den Bremswiderstand 16 zu laden.
Ferner ist das Stromversorgungssystem 10 eingerichtet, um ein Superkondensator-Verbindungsrelais 19 einzuschalten, um den Superkondensator 14 mit einem Hauptkreis zu verbinden, wenn eine Differenz zwischen der Spannung der Brennstoffzelle 11 und der Spannung des Superkondensators 14 auf einen vorgegebenen Pegel aufgrund des anfänglichen Ladens des Superkondensators 14 verringert wird. Das Stromversorgungssystem 10 für die Brennstoffzelle unter Verwendung des regenerativen Bremsens als Hilfsbremseinrichtung kann elektrische Energie als Wärmeenergie verbrauchen und eine Spannung unter Verwendung des Bremswiderstands 16 und des Zerhackers 15 verringern, um zu verhindern, dass die Spannung des Superkondensators 14 aufgrund des wesentlichen Anteils des regenerativen Bremsens während einer Verzögerung bei einer hohen Last übermäßig ansteigt.
Jedoch wird in einem typischen Stromversorgungssystem 10 eine Verzögerung bei einer Abfahrt aufrechterhalten und somit kann sich die Spannung des Superkondensators 14 einer Schwellenspannung annähern oder ein beträchtlicher Strom kann in den Bremswiderstand durch den Zerhacker 15 durch die regenerative Bremsenergie fließen. Insbesondere wird das Superkondensator-Verbindungsrelais 19 während des Kurzschlusses des Zerhackers 15 ausgeschaltet, um den Superkondensator 14, der die Hilfsstromversorgung darstellt, von dem Hauptkreis zu trennen. Die Spannungen von Hochspannungs-Anschlusskondensatoren unterschiedlicher Leistungsteile steigt während dieses Prozesses plötzlich an, was zu möglichen Schäden aufgrund einer Spannung, die eine Spannungsfestigkeitsbegrenzung einer Leistungsvorrichtung überschreitet, zu Folge hat.
Die obigen Informationen, die in diesem Abschnitt offenbart werden, dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und sie können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, die einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Notfahrens für ein Brennstoffzellenfahrzeug mit den Vorteilen zum Verhindern einer plötzlichen Abschaltung eines Superkondensators während eines Ausfalls eines Zerhackers des Brennstoffzellenfahrzeugs und Führen einer stabilen Instandhaltung durch das Notfahren bereit.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein System zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs bereit, das einen Superkondensator, der eingerichtet ist, um mit ein er von einer Brennstoffzelle erzeugten Spannung und einer durch regeneratives Bremsen eines Antriebsmotors erzeugten Spannung geladen zu werden, einen Zerhacker, der eingerichtet ist, um eine an den Superkondensator zugeführte Strommenge einzustellen, um eine Überspannung aufgrund des regenerativen Bremsens zu verhindern, und einen Bremswiderstand, der eingerichtet ist, um einen Strom des regenerativen Bremsens zu verbrauchen, umfassen. Das System kann umfassen ein Trennrelais, das eingerichtet ist, um einen Stromfluss zwischen dem Zerhacker und dem Superkondensator zu verbinden oder zu trennen; ein Verbindungsrelais, das eingerichtet ist, um einen Stromfluss zwischen einer Stromleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, und dem Superkondensator zu verbinden oder zu trennen; ein Notfahrrelais mit einem Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von einer Masseleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, wobei der andere Anschluss zwischen dem Bremswiderstand und dem Zerhacker verbunden/angeschlossen ist; und eine Stromversorgungssystemsteuerung, die eingerichtet ist, um angesteuert/betrieben zu werden in einem Notfahrmodus, der das Trennrelais, um ausgeschaltet zu werden, und das Verbindungsrelais, um eingeschaltet zu werden, während eines Kurzschlusses des Zerhackers steuert/betreibt, und das Notfahrrelais, um ein- oder ausgeschaltet zu werden, steuert/betreibt.
Die Stromversorgungssystemsteuerung kann eingerichtet sein, um die Spannung des Superkondensators unter Verwendung einer Kondensatorspannungsüberwachung in dem Notfahrmodus zu überwachen, und wenn die Spannung des Superkondensators gleich oder größer als eine voreingestellte Schwellenspannung ist, um das Notfahrrelais zu steuern/betreiben, um eingeschaltet zu werden. Die Stromversorgungssystemsteuerung kann auch eingerichtet sein, um das Notfahrrelais zu steuern/betreiben, um ausgeschaltet zu werden, wenn die Spannung des Superkondensators kleiner als die voreingestellte Schwellenspannung in dem Notfahrmodus ist.
Die Stromversorgungssystemsteuerung kann eingerichtet sein, um einen Zerhacker-Fehlercode zu speichern, wenn der Zerhacker kurzgeschlossen ist, während das Brennstoffzellenfahrzeug gefahren wird. Zusätzlich kann die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet sein, um das Brennstoffzellenfahrzeug in den Notfahrmodus umzuschalten, wenn der Zerhacker-Fehlercode in dem Speicher bestätigt wird, während das Brennstoffzellenfahrzeug neugestartet wird, und um eine akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens und eine akkumulierte Entfernung des Notfahrens zu speichern.
Die Stromversorgungssystemsteuerung kann eingerichtet sein, um das Brennstoffzellenfahrzeug zwangsweise abzuschalten, wenn die akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Frequenz überschreitet oder die akkumulierte Entfernung des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Entfernung überschreitet. Die Stromversorgungssystemsteuerung kann dann eingerichtet sein, um einen Fehlerzustand des Zerhackers über eine Anzeige eines Clusters oder einer Audio-Video-Navigation (AVN) anzuzeigen, um zu ermöglichen, dass ein Fahrer den Fehlerzustand erfassen kann. Die Stromversorgungssystemsteuerung kann eingerichtet sein, um zu bestimmen, dass der Zerhacker kurzgeschlossen ist, wenn ein durch einen Bremswiderstandsstromsensor gemessener Stromwert des Bremswiderstands einen voreingestellten Stromwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet, wenn der Zerhacker in einem Aus-Zustand gehalten wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt bereit ein Verfahren zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs eines Notfahrsystems, das umfassen kann einen Superkondensator, der eingerichtet ist, um mit ein er von einer Brennstoffzelle erzeugten Spannung und einer durch regeneratives Bremsen eines Antriebsmotors erzeugten Spannung geladen zu werden, einen Zerhacker, der eingerichtet ist, um eine an den Superkondensator zugeführte Strommenge einzustellen, um eine Überspannung aufgrund des regenerativen Bremsens zu verhindern, und einen Bremswiderstand, der eingerichtet ist, um einen Strom des regenerativen Bremsens zu verbrauchen. Das Verfahren kann umfassen ein Bestimmen, ob ein Zerhacker kurzgeschlossen ist, durch Bezugnahme auf einen Zerhacker-Fehlercode, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug gestartet wird; Eintreten in einen Notfahrmodus in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zerhacker kurzgeschlossen ist, Ausschalten eines Trennrelais, das einen Stromfluss zwischen dem Zerhacker und dem Superkondensator verbindet, und Halten eines Verbindungsrelais, das einen Stromfluss zwischen einer Stromleitung, mit der die Brennstoffzelle und ein Antriebsmotor verbunden sind, in einem Ein-Zustand; und Ein- oder Ausschalten eines Notfahrrelais in dem Notfahrmodus, wobei das Notfahrrelais umfassen kann einen Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von einer Masseleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, wobei der andere Anschluss zwischen dem Bremswiderstand und dem Zerhacker verbunden/angeschlossen ist.
Das Ein- oder Ausschalten des Notfahrrelais kann umfassen ein Überwachen einer Spannung des Superkondensators unter Verwendung einer Kondensatorspannungsüberwachung, und wenn die Spannung des Superkondensators gleich oder größer als eine voreingestellte Schwellenspannung ist, Steuern/Betreiben des Notfahrrelais, um eingeschaltet zu werden. Das Ein- oder Ausschalten des Notfahrrelais kann ferner umfassen ein Steuern/Betreiben des Notfahrrelais, um ausgeschaltet zu werden, wenn die Spannung des Superkondensators kleiner als die voreingestellte Schwellenspannung ist.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Speichern des Zerhacker-Fehlercode in einem Speicher, wenn der Zerhacker kurzgeschlossen wird, und Bestimmen, dass der Zerhacker kurzgeschlossen ist, wenn ein durch einen Bremswiderstandsstromsensor gemessener Stromwert einen voreingestellten Stromwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet, wenn der Zerhacker in einem Aus-Zustand gehalten wird. Das Verfahren kann ferner umfassen: zwangsweises Ausschalten des Brennstoffzellenfahrzeugs, wenn eine akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Frequenz überschreitet, und zwangsweises Ausschalten des Brennstoffzellenfahrzeugs, wenn eine akkumulierte Entfernung des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Entfernung überschreitet.
Zusätzlich kann das Verfahren umfassen: Anzeigen einer verbleibenden zulässigen Frequenz eines Notfahrens oder einer verbleibenden Entfernung eines Notfahrens über einen Cluster oder eine Audio-Video-Navigation (AVN) in dem Notfahrmodus und Suchen nach einer Tankstelle/Reparaturwerkstatt, die ausgehend von einer Position des Brennstoffzellenfahrzeugs am nächsten ist, und Führen des Brennstoffzellenfahrzeugs zu der Tankstelle/Reparaturwerkstatt. Das Verfahren kann ferner umfassen: Halten des Notfahrrelais in einem Ausschalt-Zustand in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zerhacker normal angesteuert/betrieben wird (z. B. ohne Ausfall oder Fehler).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, die plötzliche Abschaltung des Superkondensators aufgrund des Kurzschlussausfalls des Zerhackers zu verhindern, selbst wenn ein beträchtlicher Anteil eines Stromes des regenerativen Bremsens während des Notfahrens übertragen wird, indem zusätzlich das separate Notfahrrelais bereitgestellt wird, um die typische Relais-Ansteuersequenz zu verbessern.
Ferner kann die Fahrzeugfahrleistung anstelle des Nur-Brennstoffzellen-(fuel cell – FC)Modus während des Bewegens des Fahrzeugs in Richtung der Tankstelle/Reparaturwerkstatt die gleiche sein, und demzufolge kann der Abschleppfall reduziert werden, wodurch die Verbesserung der Marktfähigkeit prognostiziert wird. Die Frequenz und die Entfernung des Notfahrens kann auf den vorgegebenen Bereich begrenzt werden, um Folgeschäden aufgrund des Ausfalls des Notfahrrelais zu verhindern und um die stabile Instandhaltung zu führen, wodurch die Zuverlässigkeit der Produkte erhöht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher:
1 stellt ein Stromversorgungssystem des typischen Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik dar;
2 zeigt ein Diagramm, das ein System zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Umschalten eines Brennstoffzellenfahrzeugs in ein Notfahren während eines Neustartens des Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezugszeichenliste

100: System zum Steuern eines Notfahrens
111: Brennstoffzelle
112: Motorsteuereinheit
113: Antriebsmotor
114: Superkondensator
115: Zerhacker
116: Bremswiderstand
117: Trennrelais
118: Anfangsladerelais
119: Verbindungsrelais
120: Notfahrrelais
121: Bremswiderstandsstromsensor
122: Kondensatorspannungsüberwachung
123: Hochsetzsteller (Boost-Konverter)
124: Niederspannungsbatterie
125: Stromversorgungssystemsteuerung

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind lediglich bestimmte Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben worden. Wie ein Durchschnittsfachmann erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Wiese modifiziert werden, ohne von der Lehre oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Demzufolge sind die Zeichnungen und die Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung. Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff ”ungefähr”, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. ”Ungefähr” kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff ”ungefähr” verändert.
In der gesamten Beschreibung bedeutet ein Fahrzeug ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, selbst wenn eine Brennstoffzelle in einem Kopfteil nicht beschrieben wird.
Nachstehend werden ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführliche beschrieben.
2 zeigt ein Diagramm, das ein System zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 2 kann ein System 100 zum Steuern eines Notfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen eine Brennstoffzelle 111, eine Motorsteuereinheit (motor control unit – MCU) 112, einen Antriebsmotor 113, einen Superkondensator 114, einen Zerhacker 115, einen Bremswiderstand 116, ein Trennrelais 117, ein Anfangsladerelais 118, ein Verbindungsrelais 119, ein Notfahrrelais 120, einen Bremswiderstandsstromsensor 121, eine Kondensatorspannungsüberwachung (capacitor voltage monitoring – CVM) 122, einen Hochsetzsteller 123, eine Niederspannungsbatterie 124 und eine Stromversorgungssystemsteuerung 125. Jede Komponente des Systems 100 zum Steuern eines Notfahrens kann durch einen Hauptkreis mit einer Stromleitung P und einer Masseleitung G und davon abgezweigten Leistungen verbunden werden.
Die Brennstoffzelle 111 kann elektrisch verbunden sein mit der Stromleitung, die mit dem Antriebsmotor 113 als Antriebsquelle für ein Brennstoffzellenfahrzeug und einen Hochsetzsteller 123, der eingerichtet ist, um Energie zum Betreiben des Antriebsmotors 113 und Laden des Superkondensators 114 zuzuführen, verbunden ist. Nachstehend bedeuten Verbindungen zwischen zwei beliebigen hierin erwähnten Komponenten, dass die Komponenten elektrisch mit einander verbunden sind, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes genannt wird.
Der Antriebsmotor 113 kann durch die Motorsteuereinheit 112 betrieben werden und kann mit der Stromleitung verbunden sein, um mit Energie von der Brennstoffzelle 111 und dem Superkondensator 114 versorgt zu werden, um auf diese Weise das Brennstoffzellenfahrzeug anzutreiben. Ferner kann der Antriebsmotor 113 eingerichtet sein, um durch regeneratives Bremsen erzeugte Energie an den Superkondensator 114 bereitzustellen. Mit anderen Worten kann der Antriebsmotor 113 als ein Stromgenerator während eines Bremsens des Brennstoffzellenfahrzeugs betrieben werden, um die durch das regenerative Bremsen erzeugte Energie an die Stromleitung zuzuführen, wodurch der Superkondensator 114 aufgeladen wird.
Der Superkondensator 114 kann mit der Stromleitung über das Verbindungsrelais 119 verbunden sein und kann mit dem Bremswiderstand 116 über den Zerhacker 115 verbunden sein. Das Verbindungsrelais 119 kann umfassen einen ersten Anschluss, der verbunden ist mit der Stromleitung, mit der die Brennstoffzelle 111, der Antriebsmotor 113 und der Hochsetzsteller 123 verbunden sind, und einen zweiten Anschluss, der verbunden ist mit einem ersten Anschluss des Superkondensators 114 und einem ersten Anschluss des Bremswiderstands 116. Das Verbindungsrelais 119 kann einen Stromfluss zwischen der Stromleitung und dem Superkondensator 114 auf der Grundlage der Steuerung/Regelung der Stromversorgungssystemsteuerung 125 verbinden oder trennen.
Der Zerhacker 115 kann umfassen einen Kollektoranschluss, der verbunden ist mit einem zweiten Anschluss des Bremswiderstands 116, um mit der Stromleitung über den Bremswiderstand 116 verbunden zu werden, und einen Emitteranschluss, der verbunden ist mit einem zweiten Anschluss des Superkondensators 114. Der Zerhacker 115 kann betrieben werden zum Verhindern einer Überspannung des Superkondensators 114 durch das Steuersignal der Stromversorgungssystemsteuerung 125, das in den Gate-Anschluss eingegeben werden kann. Insbesondere kann der Zerhacker 115 eingerichtet sein, um eine an den Superkondensator 114 zugeführte Strommenge durch einen Einschalt-/Ausschalt-Betrieb einzustellen, wenn von dem Antriebsmotor 113 zugeführte regenerative Energie eine Überspannung ist, wodurch ein Abschalten der Brennstoffzelle 111 und Schäden an dem Superkondensator 114 verhindert werden.
In dieser Konfiguration kann der Zerhacker 115 im Allgemeinen als ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), der eine Halbleitervorrichtung darstellt, realisiert werden. Der Bremswiderstand 116 kann umfassen einen ersten Anschluss, der dem Verbindungsrelais 119 und dem Superkondensator 114 zwischengeschaltet ist, und einen zweiten Anschluss, der mit dem Trennrelais 117 verbunden ist. Das Trennrelais 117 kann eingerichtet sein, um den Stromfluss zwischen dem und dem Superkondensator 114 zu verbinden oder zu trennen. Wenn die regenerative Energie des Antriebsmotors 113 eine Überspannung ist, kann der Bremswiderstand 116 eingerichtet sein, um die Überspannung als Wärmeenergie zu verbrauchen, um zu verhindern, dass der Superkondensator 114 beschädigt wird.
Der Bremswiderstandsstromsensor 121 kann zwischen dem Notfahrrelais 120 und dem Bremswiderstand 116 angeordnet sein und kann eingerichtet sein, um einen Strom, der in dem Bremswiderstand 116 fließt, zu erfassen und um den erfassten Strom an die Stromversorgungssystemsteuerung 125 zu übertragen. Eine Kondensatorspannungsüberwachungs-(capacitor voltage monitoring – CVM) 122 Vorrichtung kann eingerichtet sein, um die Spannung des Superkondensators 114 zu überwachen und um die überwachte Spannung an die Stromversorgungssystemsteuerung 125 zu übertragen. Das Notfahrrelais 120 kann umfassen einen ersten Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von der Masseleitung G, mit der der Antriebsmotor 113 verbunden werden kann, und einen zweiten Anschluss, der zwischen dem Bremswiderstand 116 und dem Kollektoranschluss des Zerhackers 115 angeschlossen ist.
Das Notfahrrelais 120 kann eingerichtet sein, um einen Ausschalt-Zustand beizubehalten, und kann eingeschaltet werden, um den Zerhacker 115 zu ersetzen, wenn der Kurzschluss (z. B. ein Ausfall, Fehler, Anomalität, usw.) des Zerhackers 115 auftritt, und kann somit die in Betrieb stehende Notfahrsteuerung unterstützen, um zu verhindern, dass zusätzliche Schäden aufgrund des regenerativen Bremsens selbst während des Auftretens des Kurzschlusses des Zerhackers 115 auftreten. Mit anderen Worten kann das Notfahrrelais 120 eingerichtet sein, um den Bremswiderstand 116 mit dem Antriebsmotor 113 auf der Grundlage der Steuerung/Regelung der Stromversorgungssystemsteuerung 125 zu verbinden, selbst wenn der Zerhacker 115 kurzgeschlossen ist, wodurch der Strom des regenerativen Bremsens verbraucht wird.
Der Hochsetzsteller 123 kann mit der Niederspannungsbatterie 124 verbunden werden, um ein Brennstoffzellenfahrzeug mit einer Startspannung zum Starten zu versorgen. Mit anderen Worten kann ein Ausgangsanschluss des Hochsetzstellers 123 mit der Stromleitung verbunden werden und ein Eingangsanschluss desselben kann mit der Niederspannungsbatterie 124 verbunden werden. Insbesondere kann die Niederspannungsbatterie 124 für ungefähr 12 V oder 24 V hergestellt sein.
Das Anfangsladerelais 118 kann umfassen einen ersten Anschluss, der verbunden ist mit der Leitung, die abgezweigt ist von der Stromleitung, mit der der Superkondensator 114 verbunden werden kann, und einen zweiten Anschluss, der zwischen dem Bremswiderstand 116 und dem Kollektoranschluss des Zerhackers 115 angeschlossen ist. Das Anfangsladerelais 118 kann geöffnet und geschlossen werden, um den Superkondensator 114 mit der von der Brennstoffzelle 111 erzeugten Spannung durch die Steuerung der Stromversorgungssystemsteuerung 125 beim Starten des Brennstoffzellenfahrzeugs zu laden. Beispielsweise kann das Anfangsladerelais 118 eingerichtet sein, um einen normalen Bereich, in dem eine Leerlaufspannung ((open circuit voltage – OCV) der Brennstoffzelle 111 eingerichtet sein kann, um einen Hochspannungsstrom zuzuführen, zu erhöhen, und kann dann eingeschaltet werden, um zwischen der Stromleitung der Brennstoffzelle 111 und dem Bremswiderstand 116 eine Verbindung herzustellen. Demzufolge, wenn das Anfangsladerelais 118 eingeschaltet wird, kann der Superkondensator 114 mit dem durch den Bremswiderstand 116 zugeführten Strom von der Brennstoffzelle 111 aufgeladen werden.
Wenn der Zerhacker 115 kurzgeschlossen ist, kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um den Zerhacker 115 abzutrennen (z. B. eine Verbindung lösen/unterbrechen) und um den Bremswiderstand 116 mit dem Hauptkreis über das Notfahrrelais 120 zu verbinden, wodurch das den Strom des regenerativen Bremsens verbrauchende Notfahren durchgeführt wird. Insbesondere kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Notfahrrelais 120 zu steuern/betreiben, um eingeschaltet zu werden, wenn eine durch die Kondensatorspannungsüberwachung 122 gemessene Superkondensatorspannung Vcap gleich oder größer als eine voreingestellte Schwellenspannung Vcap_limit ist, um den Bremswiderstandstrom zu erzeugen, wodurch die Abnahme der Spannung des Superkondensators 114 veranlasst wird. Ferner kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Notfahrrelais 120 zu steuern/betreiben, um ausgeschaltet zu werden, wenn die Superkondensatorspannung Vcap kleiner als die Schwellenspannung Vcap_limit ist, wodurch der Bremswiderstandstrom unterbrochen wird.
Unterdessen kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um einen Fehlercode des Zerhackers 115 in einem Speicher zu speichern und um einen Fehlerzustand des Zerhackers 115 beim Neustarten des Brennstoffzellenfahrzeugs anzuzeigen, um das Brennstoffzellenfahrzeug in den Notfahrmodus umzuschalten. Insbesondere kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um den Fehlerzustand des Zerhackers 115 über eine Anzeige (Display) eines Clusters oder einer Audio-Video-Navigation (AVN) anzuzeigen, um zu ermöglichen, dass ein Fahrer den Fehlerzustand des Zerhackers 115 erkennen kann, und um das Brennstoffzellenfahrzeug zu einer Reparaturwerkstatt in der Nähe (z. B. in einer Umgebung) des Brennstoffzellenfahrzeugs innerhalb eines kurzen Zeitraumes zu führen.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben, durch die Stromversorgungssystemsteuerung 125, eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs auf der Grundlage der Konfiguration des Systems 100 zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Unter Bezugnahme auf 3, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug gestartet wird (S101), kann das Stromversorgungssystemsteuerung 125 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingerichtet sein, um auf den Speicher, in dem die Zustandsinformationen des Zerhackers 115 gespeichert werden können, zuzugreifen, um zu bestimmen, ob der Zerhacker 115 außer Betrieb ist (z. B. ein Ausfall auftritt) (S102). Insbesondere können die Zustandsinformationen des Zerhackers 115 Informationen sein in Bezug auf den Zerhacker-Fehlercode, der als 1 gespeichert wird, wenn eine Anomalität, wie beispielsweise der Kurzschluss des Zerhackers 115, erfasst wird, und den Zerhacker-Fehlercode, der als 0 gespeichert wird, wenn der Zerhacker 115 ohne Fehler oder Ausfall angesteuert/betrieben wird (z. B. normal angesteuert/betrieben), während des vorherigen Fahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs.
Die Stromversorgungssystemsteuerung 125 kann eingerichtet sein, um das Notfahrrelais 120 in einem Aus-Zustand zu halten und das Brennstoffzellenfahrzeug normal zu fahren/anzutreiben (S103), in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zerhacker 115 ohne Fehler angesteuert/betrieben wird (S102; NEIN). Mit anderen Worten kann das Notfahrrelais 120 die Rolle des Zerhackers 115 ersetzen, wenn der Zerhacker 115 ausfällt, und den Aus-Zustand halten, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug normal gefahren/angetrieben wird.
Die Stromversorgungssystemsteuerung 125 kann eingerichtet sein, um den Zerhacker-Fehlercode als 1 zu speichern und kann in dem Notfahrmodus betrieben werden (S105), wenn der Zerhacker 115 während des normalen Fahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs kurzgeschlossen wird (S104: JA). Insbesondere kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um den durch den Bremswiderstandsstromsensor 121 erfassten Stromwert während des Fahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs zu überwachen, um zu bestimmen, ob der Zerhacker 115 kurzgeschlossen ist. Zum Beispiel kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um zu bestimmen, dass der Zerhacker 115 kurzgeschlossen ist, wenn der durch den Bremswiderstandsstromsensor 121 gemessene Stromwert einen voreingestellten Stromwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet, wenn der Zerhacker 115 in dem Aus-Zustand gehalten wird. Ferner ist die Stromversorgungssystemsteuerung 125 nicht auf das Beispiel der Bestimmung darüber, ob der Zerhacker 115 kurzgeschlossen ist, beschränkt und kann demzufolge eingerichtet sein, um unter Verwendung von bekannten verschiedenen Verfahren zu bestimmen, ob der Zerhacker 115 kurzgeschlossen ist.
Unterdessen, in dem Schritt S102, kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Brennstoffzellenfahrzeug in den Notfahrmodus (S106) in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zerhacker-Fehlercode des Speichers als 1 gespeichert ist und somit der Zerhacker 115 ausgefallen ist (kurzgeschlossen) (S102; Ja), umschalten. Demzufolge wird der Betrieb des Brennstoffzellenfahrzeugs in dem Notfahrmodus aufgrund des Auftretens des Kurzschlusses des Zerhackers 115 kontinuierlich beschrieben. Beim Eintreten in den Notfahrmodus aufgrund des Ausfalls des Zerhackers 115 kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Trennrelais 117 auszuschalten und das Verbindungsrelais 119 in einem Ein-Zustand zu halten (S107).
Die Stromversorgungssystemsteuerung 125 kann eingerichtet sein, um die Superkondensatorspannung Vcap unter Verwendung der Kondensatorspannungsüberwachungsvorrichtung 122 zu überwachen, um das Notfahrrelais 120 einzuschalten (S110), wenn die Superkondensatorspannung Vcap gleich oder größer als die voreingestellte Schwellenspannung Vcap_limit ist (S108; Ja). Mit anderen Worten kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Notfahrrelais 120 einzuschalten, um den Bremswiderstandstrom zu erzeugen, um das Fallen der Spannung des Superkondensators 114 zu veranlassen. Demzufolge, wenn der Strom des regenerativen Bremsens während des Notfahrens überhöht ist, kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um zu verhindern, dass die Spannung des Superkondensators 114 plötzlich ansteigt, wodurch verhindert wird, dass der Superkondensator 114 beschädigt wird. Die Stromversorgungssystemsteuerung 125 kann ebenfalls eingerichtet sein, um das Notfahrrelais 120 auszuschalten (S111), wenn die Superkondensatorspannung Vcap kleiner als die voreingestellte Schwellenspannung Vcap_limit ist (S108; Nein).
Ferner kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um die Spannung des Superkondensators 114 kontinuierlich zu überwachen, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug ausgeschaltet wird, und um den Strom des regenerativen Bremsens durch die Ein-Aus-Steuerung des Notfahrrelais 120 in manchen Abschnitten zu verbrauchen, wodurch das stabile Notfahren ausgeführt wird (S112; Nein). Zusätzlich kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um eine akkumulierte Entfernung des Notfahrens in dem Speicher zu speichern und um das System zu beenden (S113), wenn das Brennstoffzellenfahrzeug ausgeschaltet wird (S112; Ja). Insbesondere kann die gespeicherte akkumulierte Entfernung des Notfahrens eine Fahrstrecke des Fahrzeugs durch das Notfahren unabhängig von der akkumulierten Frequenz eines Startens des Notfahrens von dem Zeitpunkt an sein, wenn der Kurzschluss des Zerhackers 115 auftritt, und kann genutzt werden, um das sich wiederholende Notfahren durch den Fahrer, ohne dass das Fahrzeugs später in geeigneter Weise repariert wird, zu begrenzen.
Wie oben beschrieben, kann das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Zerhacker 115 unterbrechen, wenn der Kurzschluss des Zerhackers 115 während des Fahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs auftritt, und das Notfahren ausführen, um die Rolle des besteheenden Zerhackers 115 durch das Notfahrrelais 120 zu ersetzen, wodurch die Fahrleistung des Fahrzeugs aufrechterhalten wird. Jedoch, im Gegensatz zu dem Zerhacker 115, wenn das Notfahrrelais 120 angesteuert wird, um die beträchtliche Strommenge zu unterbrechen, kann der Ausfall auftreten aufgrund der akkumulierten Schäden des elektrischen Kontakts, und als ein Ergebnis kann das Fahrzeug zu der Reparaturwerkstatt so schnell wie möglich geführt werden.
Demzufolge kann das System 100 zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Frequenz eines Startens des Notfahrens oder der Fahrstrecke begrenzen, wenn das Fahrzeug zu dem Notfahren beim Neustarten des Fahrzeugs umgeschaltet wird, wodurch der Fahrer angewiesen wird, das Fahrzeug so schnell wie möglich zu der Reparaturwerkstatt zu führen, um das Fahrzeug zu warten.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Umschalten eines Brennstoffzellenfahrzeugs in ein Notfahren während eines Neustartens des Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 4 kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Fahrzeug in den Notfahrmodus (S106) in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass das Fahrzeug erneut gestartet wird, nachdem der Kurzschluss des Zerhackers 115 auftritt und somit der Zerhacker 115 ausfällt (kurzgeschlossen) (S102; Ja), umzuschalten.
Insbesondere kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um die akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens um 1 zu erhöhen (S106-1), und schaltet somit, wenn die akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Frequenz (z. B. drei Mal) überschreitet (S106-2; Ja), das Fahrzeug aus (S106-4). Zum Beispiel kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 den Notfahrmodus nicht länger unterstützen und kann eingerichtet sein, um das Fahrzeug zwangsweise auszuschalten, wenn die akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens viermal beträgt.
Ferner kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um das Fahrzeug zwangsweise auszuschalten (S106-4), wenn die akkumulierte Entfernung eines Notfahrens, die in dem Speicher gespeichert wird, eine vorgegebene zulässige Entfernung überschreitet (S106-3; Ja). Die Stromversorgungssystemsteuerung 125 kann auch eingerichtet sein, um eine Steuerung in dem Notfahrmodus, der unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, durchzuführen, wenn die akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens kleiner als die zulässige Frequenz ist (S103-2; Nein) oder die akkumulierte Entfernung eines Notfahrens kleiner als die zulässige Entfernung ist (S106-3; Nein). Insbesondere kann die Stromversorgungssystemsteuerung 125 eingerichtet sein, um die verbleibende zulässige akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens oder die verbleibende Entfernung eines Notfahrens über den Cluster oder die AVN beim Eintreten in den Notfahrmodus anzuzeigen und um eine Reparaturwerkstatt, die ausgehend von der Position des Fahrzeugs am nächsten ist, zu suchen und das Fahrzeugt zu der Reparaturwerkstatt zu führen.
Gemäß obiger Beschreibung kann der Stand der Technik das Notfahren in einem Nur-Brennstoffzellen-(FC)Modus durchführen, wenn die Konfiguration und Sequenz des Relais beibehalten wird, aber verursacht Haltbarkeitsschäden des Kondensators aufgrund der Überspannung, die durch die plötzliche Erhöhung der Spannung einer Mehrzahl von elektronischen ein Stromnetz bildenden Leistungsteilen, wenn eine beträchtliche Menge an Strom eines regenerativen Bremsens übertragen wird. Ferner, wenn eine Spannung, die eine Spannungsfestigkeit der Leistungsvorrichtung (IGBT, usw.) eines Leistungsteils überschreitet, angelegt wird, kann ein Dominoeffekt der Schäden zunehmen, die durch nicht-reversible Schäden aufgrund der Überspannung verursacht werden.
Jedoch kann es gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich sein, die plötzliche Trennung/Abschaltung des Superkondensators aufgrund des Kurzschlussausfalls des Zerhackers zu verhindern, selbst wenn eine beträchtliche Menge an regenerativen Bremsstrom während des Notfahrens übertragen wird, indem zusätzlich das separate Notfahrrelais bereitgestellt wird, um die typische Relais-Ansteuersequenz zu verbessern. Ferner kann die Fahrzeugfahrleistung anstelle des Nur-Brennstoffzellen-(fuel cell – FC)Modus während des Bewegens des Fahrzeugs in Richtung der Tankstelle/Reparaturwerkstatt die gleiche sein, und demzufolge kann der Abschleppfall reduziert werden, wodurch die Verbesserung der Marktfähigkeit prognostiziert wird. Ferner kann die Fahrzeugfahrleistung anstelle des Nur-Brennstoffzellen-(fuel cell – FC)Modus während des Bewegens des Fahrzeugs in Richtung der Tankstelle/Reparaturwerkstatt die gleiche sein, und demzufolge kann der Abschleppfall reduziert werden, wodurch die Verbesserung der Marktfähigkeit prognostiziert wird.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nicht nur durch die Vorrichtung und/oder Verfahren wie oben beschrieben implementiert/realisiert, sondern können implementiert werden durch Programme, die die Funktionen entsprechend der Konfiguration der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung realisieren, oder ein Aufzeichnungsmedium mit den aufgezeichneten Programmen, die durch einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, leicht aus der Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele implementiert werden können.
Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische Ausführungsbeispiele erachtet werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb der Lehre und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.

Claims

System zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs, umfassend einen Superkondensator, der eingerichtet ist, um mit ein er von einer Brennstoffzelle erzeugten Spannung und einer durch regeneratives Bremsen eines Antriebsmotors erzeugten Spannung geladen zu werden, einen Zerhacker, der eingerichtet ist, um eine an den Superkondensator zugeführte Strommenge einzustellen, um eine Überspannung aufgrund des regenerativen Bremsens zu verhindern, und einen Bremswiderstand, der eingerichtet ist, um einen Strom des regenerativen Bremsens zu verbrauchen, das System aufweisend: ein Trennrelais, das eingerichtet ist, um einen Stromfluss zwischen dem Zerhacker und dem Superkondensator zu verbinden oder zu trennen; ein Verbindungsrelais, das eingerichtet ist, um einen Stromfluss zwischen einer Stromleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, und dem Superkondensator zu verbinden oder zu trennen; ein Notfahrrelais mit einem ersten Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von einer Masseleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, und einem zweiten Anschluss, der zwischen dem Bremswiderstand und dem Zerhacker angeschlossen ist; und eine Stromversorgungssystemsteuerung, die eingerichtet ist, um in einem Notfahrmodus angesteuert zu werden, um das Trennrelais, um ausgeschaltet zu werden, und das Verbindungsrelais, um eingeschaltet zu werden, während eines Auftretens eines Kurzschlusses des Zerhackers zu steuern und um das Notfahrrelais ein- oder auszuschalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um eine Spannung des Superkondensators unter Verwendung einer Kondensatorspannungs-Überwachungsvorrichtung in dem Notfahrmodus zu überwachen, und wenn die Spannung des Superkondensators gleich oder größer als eine voreingestellte Schwellenspannung ist, um das Notfahrrelais einzuschalten.
System nach Anspruch 2, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um das Notfahrrelais auszuschalten, wenn die Spannung des Superkondensators kleiner als die voreingestellte Schwellenspannung in dem Notfahrmodus ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um einen Zerhacker-Fehlercode zu speichern, wenn der Zerhacker kurzgeschlossen ist, während das Brennstoffzellenfahrzeug gefahren wird.
System nach Anspruch 4, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um das Brennstoffzellenfahrzeug in den Notfahrmodus umzuschalten, wenn der Zerhacker-Fehlercode in dem Speicher bestätigt wird, während das Brennstoffzellenfahrzeug neugestartet wird, und um eine akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens und eine akkumulierte Entfernung des Notfahrens zu speichern.
System nach Anspruch 5, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um das Brennstoffzellenfahrzeug abzuschalten, wenn die akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Frequenz überschreitet oder die akkumulierte Entfernung des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Entfernung überschreitet.
System nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um einen Fehlerzustand des Zerhackers über eine Anzeige eines Clusters oder einer Audio-Video-Navigation (AVN) anzuzeigen, um zu ermöglichen, dass ein Fahrer den Fehlerzustand erkennen kann.
System nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungssystemsteuerung eingerichtet ist, um zu bestimmen, dass der Zerhacker kurzgeschlossen ist, wenn ein durch einen Bremswiderstandsstromsensor gemessener Stromwert des Bremswiderstands einen voreingestellten Stromwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet, wenn der Zerhacker in einem Aus-Zustand gehalten wird.
Verfahren zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs eines Notfahrsystems, umfassend einen Superkondensator, der eingerichtet ist, um mit ein er von einer Brennstoffzelle erzeugten Spannung und einer durch regeneratives Bremsen eines Antriebsmotors erzeugten Spannung geladen zu werden, einen Zerhacker, der eingerichtet ist, um eine an den Superkondensator zugeführte Strommenge einzustellen, um eine Überspannung aufgrund des regenerativen Bremsens zu verhindern, und einen Bremswiderstand, der eingerichtet ist, um einen Strom des regenerativen Bremsens zu verbrauchen, das Verfahren aufweisend: Bestimmen, durch eine Steuerung, ob ein Zerhacker kurzgeschlossen ist, durch Bezugnahme auf einen Zerhacker-Fehlercode, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug gestartet wird; Eintreten, durch die Steuerung, in einen Notfahrmodus, wenn der Zerhacker kurzgeschlossen ist, Ausschalten eines Trennrelais, das einen Stromfluss zwischen dem Zerhacker und dem Superkondensator verbindet, und Halten eines Verbindungsrelais, das einen Stromfluss zwischen einer Stromleitung, mit der die Brennstoffzelle und ein Antriebsmotor verbunden sind, in einem Ein-Zustand; und Ein- oder Ausschalten eines Notfahrrelais, durch die Steuerung, in dem Notfahrmodus, wobei das Notfahrrelais umfasst einen ersten Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von einer Masseleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, und einen zweiten Anschluss, der zwischen dem Bremswiderstand und dem Zerhacker angeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Überwachen, durch die Steuerung, einer Spannung des Superkondensators unter Verwendung einer Kondensatorspannungsüberwachung; und Einschalten, durch die Steuerung, des Notfahrrelais, wenn die Spannung des Superkondensators gleich oder größer als eine voreingestellte Schwellenspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend: Ausschalten, durch die Steuerung, des Notfahrrelais, wenn die Spannung des Superkondensators kleiner als die voreingestellte Schwellenspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Speichern, durch die Steuerung, des Zerhacker-Fehlercodes in einem Speicher, wenn der Zerhacker kurzgeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Bestimmen, durch die Steuerung, dass der Zerhacker kurzgeschlossen ist, wenn ein durch einen Bremswiderstandsstromsensor gemessener Stromwert einen voreingestellten Stromwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet, wenn der Zerhacker in einem Aus-Zustand gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Ausschalten, durch die Steuerung, des Brennstoffzellenfahrzeugs, wenn eine akkumulierte Frequenz eines Startens des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Frequenz überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Ausschalten, durch die Steuerung, des Brennstoffzellenfahrzeugs, wenn eine akkumulierte Entfernung des Notfahrens eine vorgegebene zulässige Entfernung überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Anzeigen, durch die Steuerung, einer verbleibenden zulässigen Frequenz eines Notfahrens oder einer verbleibenden Entfernung eines Notfahrens über einen Cluster oder eine Audio-Video-Navigation (AVN) in dem Notfahrmodus; und Suchen, durch die Steuerung, nach einer Reparaturwerkstatt, die ausgehend von einer Position des Brennstoffzellenfahrzeugs am nächsten ist, und Führen des Brennstoffzellenfahrzeugs zu der Reparaturwerkstatt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Halten, durch die Steuerung, des Notfahrrelais in einem Aus-Zustand, wenn der Zerhacker normal angesteuert wird.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Programmbefehle/Programmanweisungen enthält, die ausgeführt werden durch eine Steuerung zum Steuern eines Notfahrens eines Brennstoffzellenfahrzeugs eines Notfahrsystems, umfassend einen Superkondensator, der eingerichtet ist, um mit ein er von einer Brennstoffzelle erzeugten Spannung und einer durch regeneratives Bremsen eines Antriebsmotors erzeugten Spannung geladen zu werden, einen Zerhacker, der eingerichtet ist, um eine an den Superkondensator zugeführte Strommenge einzustellen, um eine Überspannung aufgrund des regenerativen Bremsens zu verhindern, und einen Bremswiderstand, der eingerichtet ist, um einen Strom des regenerativen Bremsens zu verbrauchen, das computerlesbare Medium aufweisend: Programmbefehle, die bestimmen, ob ein Zerhacker kurzgeschlossen ist, durch Bezugnahme auf einen Zerhacker-Fehlercode, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug gestartet wird; Programmbefehle, die in einen Notfahrmodus eintreten, wenn der Zerhacker kurzgeschlossen ist, ein Trennrelais ausschalten, das einen Stromfluss zwischen dem Zerhacker und dem Superkondensator verbindet, und ein Verbindungsrelais, das einen Stromfluss zwischen einer Stromleitung, mit der die Brennstoffzelle und ein Antriebsmotor verbunden sind, und dem Superkondensator verbindet, in einem Ein-Zustand halten; und Programmbefehle, die ein Notfahrrelais in dem Notfahrmodus ein- oder ausschalten, wobei das Notfahrrelais einen ersten Anschluss, der verbunden ist mit einer Leitung, die abgezweigt ist von einer Masseleitung, mit der die Brennstoffzelle und der Antriebsmotor verbunden sind, und einen zweiten Anschluss, der zwischen dem Bremswiderstand und dem Zerhacker angeschlossen ist, umfasst.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 18, ferner aufweisend: Programmbefehle, die bestimmen, dass der Zerhacker kurzgeschlossen ist, wenn ein durch einen Bremswiderstandsstromsensor gemessener Stromwert einen voreingestellten Stromwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet, wenn der Zerhacker in einem Aus-Zustand gehalten wird.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 18, ferner aufweisend: Programmbefehle, die eine verbleibende zulässige Frequenz eines Notfahrens oder eine verbleibende Entfernung eines Notfahrens über einen Cluster oder eine Audio-Video-Navigation (AVN) in dem Notfahrmodus anzeigen; und Programmbefehle, die nach einer Reparaturwerkstatt, die ausgehend von einer Position des Brennstoffzellenfahrzeugs am nächsten ist, suchen und das Brennstoffzellenfahrzeug zu der Reparaturwerkstatt führen.