[發明專利]燃料電池增程器

有效

• 申請號: 201611060605.5
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN107020962B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: P.古特魯夫;J.戈爾納;M.馬丁
• 申請（專利權）人: 馬格納斯泰爾汽車技術兩合公司
• 主分類號: B60L50/75
• 分類號: B60L50/75
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

一種用于操作混合動力車輛的燃料電池的方法，其中，所述混合動力車輛包括具有蓄電池的電驅動器，并且還包括所述燃料電池，其中所述蓄電池可由所述燃料電池充電，其中所述燃料電池根據第一特性映射被激活和停用，其中所述第一特性映射的第一輸入變量是存在于第一限定觀察時間范圍內的所述混合動力車輛的當前功率需求。

技術領域

本發明涉及一種用于操作混合動力車輛的燃料電池的方法，其中混合動力車輛包括具有蓄電池的電驅動裝置以及燃料電池。本發明還涉及一種混合動力車輛，包括被設計為執行這種方法的控制單元。

背景技術

用于操作混合動力車輛的燃料電池的方法本身是已知的，其中混合動力車輛包括作為附加動力源的具有蓄電池的電驅動器以及燃料電池。

這種混合動力車輛使用至少一個電動機作為驅動器和燃料電池作為附加動力源，以擴展車輛的行程。因此，燃料電池代表混合動力車輛的所謂的“增程器”。這種車輛的驅動例如可以主要或僅通過電驅動器來執行。在任何情況下，燃料電池可以用于對電驅動器的蓄電池充電，從而增加電行程。根據其結構，車輛也可以直接經由燃料電池驅動。

與具有內燃機的混合動力車輛相比，在具有燃料電池的車輛中出現嚴重的差異：

-輔助驅動器的效率優化不那么相關，因為燃料電池的效率在寬功率范圍上幾乎是恒定的。

-對輔助驅動器的動態響應的優化是更重要的，因為為了延長使用壽命，燃料電池不能可與內燃機相比地動態地操作。經常打開和關閉燃料電池可能另外縮短使用壽命。

因此，具有內燃發動機的混合動力車輛的操作策略不能簡單地假設用于具有燃料電池的車輛。頻繁的打開和關閉，例如在啟動-停止交通中或者當對應于駕駛員命令而恢復能量和高動態響應時，將對使用壽命具有負面影響。

因此，考慮到燃料電池的特性，燃料電池在行駛期間的操作策略應該具有盡可能少的動態響應和很少的開/關循環。

此外，增程器(以下也稱為REX)形式的燃料電池提供功率。在增程器的情況下，REX的功率在原理上小于驅動發動機的功率。如果電池(電驅動器的蓄電池)為空，則不可能用全功率行駛，而是僅用REX的功率行駛。由于這伴隨著駕駛性能的損失或限制，這種狀態應該被避免。因此，在具有高功率需求的階段之前，功率必須由電池中的REX以及時的方式收集/緩沖，從而避免REX的功率不足和/或不讓駕駛員感覺到。

此外，燃料電池原則上在操作中始終具有不等于零的最小功率。也就是說，內燃機的情況下的“空轉”在燃料電池中是不可能的。特別是在城市區域中，如果車輛的平均功率需求小于燃料電池的最小功率，這是有問題的。在這種情況下，這將導致電池的連續充電。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于操作混合動力車輛的燃料電池的方法，其中混合動力車輛包括具有蓄電池的電驅動器，并且還包括燃料電池，其考慮到了燃料電池系統作為輔助驅動器和/或作為附加動力源的技術性能，以及電驅動器的技術性能，特別是燃料電池的較少動態功率供給。

該目的通過一種用于操作混合動力車輛的燃料電池的方法來實現，其中混合動力車輛包括具有蓄電池的電驅動器，并且還包括燃料電池，其中蓄電池可由燃料電池充電，燃料電池根據第一特性映射被激活和停用，其中第一特性映射的第一輸入參數是混合動力車輛的當前功率限制，其在第一觀察時間范圍內存在。

根據本發明，對于增程器車輛中的燃料電池的最佳操作，燃料電池主要根據混合動力車輛的當前功率需求打開和關閉，其中功率需求不是通過單個瞬時值測量或計算的，但是，功率需求是在特定觀察時間范圍(例如幾秒或幾分鐘)內考慮的，并且燃料電池的激活或停用僅在該整個觀測時間范圍內施加足夠高或低的瞬時或平均功率需求時才發生。

因此，根據本發明，預測系統不用于確定未來的功率需求，而是使用當前功率需求(其考慮剛過去的)作為基礎相應地控制燃料電池增程器，即，以啟動或停止它或激活或停用它。