[發明專利]用于控制供應至車輛燃料電池的空氣流的方法和系統

有效

• 申請號: 201610685990.6
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107305957B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 金大鐘;金載勛
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;B60L58/30
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及用于控制供應至車輛燃料電池的空氣流的方法和系統。該用于控制空氣流的方法和系統被布置為，通過控制空氣流來減低鼓風機或空氣壓縮機的功耗，通過防止在低流范圍內更易出現的燃料電池堆干燥來增強燃料電池堆性能，并且通過降低暴露到高壓的頻率來提高燃料電池堆的壽命。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年4月18日提交的韓國專利申請第10-2016-0046918號的權益，其完整內容通過引用合并到本文。

技術領域

本發明涉及一種用于有效控制供應至車輛燃料電池的空氣流的方法和系統。

背景技術

在燃料電池系統的工作中，空氣流是影響燃料電池堆性能和系統效率的主要因素。

空氣供應控制的主要目的在于，在維持最佳的燃料電池堆性能的同時，最小化空氣供應。空氣供應量是通過電流量以及化學計量比(其可以通過空氣流控制器確定)確定的。在除了停止狀態之外的其他狀態下，空氣流控制器可以向燃料電池供應最小的空氣流，從而維持電池電壓的均勻性。

最小空氣流可以根據30到50A范圍內的電流而供應至燃料電池，從而，可以防止燃料電池中的滿溢(flooding)，并且可以獲得電壓的均勻性。

然而，當為了供應最小空氣流而長時間維持向燃料電池供應在30到50A的范圍內的電流時，超過必需空氣流的空氣被供應到了燃料電池，導致空氣供應時間增加。

當空氣供應時間增加時，燃料電池堆的內部變干，使得鼓風機消耗比必需更多的能量。

發明內容

提供了用于控制供應至車輛燃料電池的空氣流的方法和系統，以提高燃料電池系統的效率和里程數，并且即使在高電流和低電流范圍內也維持車輛燃料電池系統的燃料電池堆性能。

在本發明的一個方面中，一種通過空氣流控制系統控制鼓風機供應至燃料電池的空氣流的方法包括：確定響應于鼓風機的第一空氣流所需的第一電流是否大于預定的第二電流；在第一電流小于預定的第二電流時，計算要供應至燃料電池的第一目標空氣流；確定第一目標空氣流是否大于能夠由流量傳感器測量的第二空氣流；以及在第一目標空氣流小于第二空氣流時，將第一目標空氣流設定為極低空氣流，并且通過匹配于極低空氣流的第三電流和第一每分鐘轉數(RPM)控制極低空氣流。

該方法可以進一步包括：在第一電流大于預定的第二電流時，計算大于第一目標空氣流的第二目標空氣流；以及通過響應于第二目標空氣流所需的第四電流和第二RPM而控制第二目標空氣流。

該方法可以進一步包括：在第一目標空氣流大于第二空氣流時，確定從電池產生的第一電池充電狀態(SOC)是否小于預定的第二電池SOC。

該方法可以進一步包括：在第一電池SOC小于第二電池SOC時，將第二空氣流維持為固定的目標空氣流；以及通過響應于固定的目標空氣流所需的第五電流和第三RPM而控制固定的目標空氣流。

該方法可以進一步包括：在第一電池SOC大于第二電池SOC時，計算小于第二目標空氣流的第三目標空氣流；以及通過響應于計算出的第三目標空氣流所需的第六電流和第四RPM而控制第三目標空氣流。