[發明專利]用于在緊急情況下起動燃料電池車輛的裝置和方法

無效

• 申請號: 201310718376.1
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104442432A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 金善鶴;李圭一;徐敬沅;尹圣坤
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L15/00;H01M8/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

技術領域

本發明涉及用于在緊急情況下起動燃料電池車輛的裝置和方法，并且更具體地，涉及通過使用車輛的空調系統的送風機，在緊急情況下起動燃料電池車輛的裝置和方法。

背景技術

通常，燃料電池系統包括產生電能的燃料電池組、將燃料（氫氣）供給至燃料電池組的燃料供給系統、將包括氧氣（其是電化學反應必需的氧化劑）的空氣供給至燃料電池組的空氣供給系統、以及控制燃料電池組的工作溫度的熱/水管理系統。

當將氫氣供給至燃料電池組的燃料電極，并且將空氣供給至燃料電池組的空氣電極時，供給的氫氣通過燃料電極中的催化劑氧化反應分離成氫離子和電子。這時，生成的氫離子通過電池組內的聚電解質薄膜供給至空氣電極，而電子通過外電路供給至空氣電極。在空氣電極中，電流是通過以下原理生成的，其中氧離子通過供給的氧和電子之間的催化劑還原反應生成，而水通過氫離子和氧的結合生成。

燃料電池中產生的電流用于為高壓電池充電，以便用作燃料電池車輛的起動的電力或者驅動發動機的電力。

然而，在高壓電池和燃料電池之間連接的轉換器（雙向高壓DC-DC轉換器，BHDC）出現錯誤或者故障的情形下，車輛進入關閉（S/D）序列并且不可能驅動。

此外，在通過使用包括高壓轉換器或者高壓電池的高壓系統的高壓驅動空氣送風機以便起動燃料電池的系統的情形下，當高壓系統異常，并且不再能夠將空氣供給至燃料電池的空氣電極時，空氣送風機停止，使得燃料電池的起動變得不可能。

在嘗試解決以上所描述的問題中，韓國專利公開號2012-20686（2012年3月8日公開）公開了用于在緊急情況下起動燃料電池車輛的系統和方法，其中在燃料電池系統中的高壓系統出現錯誤或者故障時空氣送風機被低壓電池驅動，從而可以在緊急情況下起動燃料電池。然而，除現有技術之外還需要其他在緊急情況下起動的方法。

發明內容

本發明提供了用于在緊急情況下起動燃料電池車輛的裝置和方法，其中，甚至在起動燃料電池的過程中在包括高壓DC-DC轉換器或者用作空氣送風機的電源的高壓電池的高壓系統出現故障的情況下，將空氣供給至燃料電池使得燃料電池可以在緊急情況下起動，從而確保在緊急情況下車輛的起動效率和發動機的穩定性。

根據本發明的一個方面，提供了用于在緊急情況下起動燃料電池的裝置，包括：高壓系統，通過高壓總線與燃料電池連接；送風機，通過由高壓系統供給的電力來操作以將空氣供給至燃料電池的空氣電極；空氣供給管，用于在緊急情況下起動，連接在燃料電池的空氣電極入口管和連接至車輛內部的空調送風機的出口管之間；三通閥，安裝在用于在緊急情況下起動的出口管和空氣供給管彼此相交的點處，并且將空氣從空調送風機引導至車輛內部或者燃料電池的空氣電極入口；以及控制器，控制三通閥的氣流通道的改變使得空氣朝向燃料電池的空氣電極入口流動，并且在高壓系統出現錯誤或者故障的情形下，控制空調送風機被打開。

根據本發明的一個方面，提供了用于在緊急情況下起動燃料電池的方法，包括：操作通過高壓總線與燃料電池連接的高壓系統，其中燃料電池被起動；確定高壓系統的異常性；在高壓系統異常的情況下，當供給空氣至燃料電池的空氣電極的空氣送風機不能被操作時，操作空調送風機；根據空調送風機的操作將空氣引導并且供給至燃料電池的空氣電極；以及通過由空調送風機供給至燃料電池的空氣電極的空氣在緊急情況下起動燃料電池。

本發明通過以上描述的用于解決問題的裝置和方法提供以下效果。

根據本發明的實施方式，甚至在包括高壓DC-DC轉換器或者高壓電池的高壓系統出現故障的情況下，通過使用空調送風機將空氣容易地供給至燃料電池使得燃料電池可在緊急情況下起動。

換言之，通過以下配置（其中簡單地添加了在燃料電池車輛中裝備的且由12V電池驅動的空調系統的空調送風機，引導來自空調送風機的空氣的管路，以及三通閥，在高壓系統出現錯誤或者故障的情況下可以緊急起動燃料電池，從而改善燃料電池的起動效率和穩定性。

附圖說明

現在將參照附圖所示出其一些示例性實施方式，詳細地描述本發明的上述及其他特征，這些附圖僅作為說明在下面給出，因此并不對本發明進行限制，其中：

圖1示出了根據本發明用于在緊急情況下起動燃料電池車輛的裝置的配置；

圖2是流程圖，示出了根據本發明在緊急情況下起動燃料電池車輛的方法；以及

圖3示出了根據本發明的燃料電池車輛在緊急情況下啟動的序列。