[發明專利]用于燃料電池車輛中的電力需求分配的設備和方法

有效

• 申請號: 201810617096.4
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN110015212B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 尹圣坤;李昇憲
• 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: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

本發明涉及一種用于燃料電池車輛中的電力需求分配的設備和方法。一種用于燃料電池車輛中的電力需求分配的設備，包括：蓄電池管理系統，計算蓄電池可以供應的可允許蓄電池電力；電力需求分配控制器，被配置為得到包括驅動電機所需要的驅動電機需求電力的車輛需求電力，并且將對應于減去按比例縮小的可允許蓄電池電力的車輛需求電力或者驅動電機需求電力的值確定為燃料電池需求輸出；以及燃料電池控制器，被配置為驅動將空氣供給至燃料電池的空氣壓縮機以便使燃料電池能夠生成通過電力需求分配控制器計算的燃料電池需求輸出。

技術領域

本公開內容涉及用于燃料電池車輛中的電力需求分配的設備和方法，更具體地，涉及用于可以通過在蓄電池與燃料電池之間通過分配適當地分派驅動燃料電池車輛所需要的車輛需求電力或通過燃料電池車輛的驅動電機所需要的電機需求電力來提高燃料電池車輛的動態特性的電力需求分配的設備和方法。

背景技術

諸如混合動力車輛、電動車輛和燃料電池車輛(或氫氣車輛)的環境友好型車輛一般指的是由通過使用電能旋轉的電機驅動的車輛。具體地，燃料電池車輛配備有產生電能的燃料電池以及將電能存儲在其中的蓄電池，其中，電能從燃料電池和蓄電池供應至驅動電機。

此時，供應至驅動電機的電能被確定為從燃料電池和蓄電池中的每一個供應的電能的總和，并且可以通過適當地分配從燃料電池和蓄電池供應的能量的量使燃料電池車輛中的效率最大化。

通常，基于操作模式選擇性地供應電力，使得當車輛所需求的車輛需求電力高時，因為在驅動電機的急劇加速的情況下，燃料電池和蓄電池同時供應電力，并且當車輛需求電力低時，通過終止燃料電池的操作車輛僅由只供應電力的燃料電池或蓄電池驅動。

在存儲電能的蓄電池作為供電裝置的情況下，可以在任何時間供應驅動電機可能需要的電力。然而，在燃料電池的情況下，難以立即輸出車輛需求電力，因為應該供給用于電力產生所需要的氫氣和空氣，并且在氫氣和空氣之間必須發生化學反應以便產生電能。具體地，在將空氣供給至燃料電池的情況下，因為空氣應該通過諸如單獨的空氣壓縮機的裝置的操作來供給，因此一定長度的響應時間延遲是不可避免的，以便供給對應于目標氣流量的空氣。

至于一般的燃料電池車輛，在駕駛員在車輛需求電力低的狀態下(例如，車輛處于停止狀態下或者處于低速行駛狀態下)要求急劇加速的情況下，需求電力被管理使得高壓蓄電池優先供應驅動電機所必需的電力，并且從燃料電池供應超過可允許高壓蓄電池電力的需求電力。如先前描述的，當發生這種需求時，為了以供給流速供給燃料電池所需要的空氣以便能夠產生足夠的電力，空氣應該通過空氣壓縮機被快速供給。然而，由于諸如空氣壓縮機的硬件的特性，可發生限制情況，其中，不能夠建立為足夠滿足對應于驅動電機需要的需求電力的需求的空氣的供給流速。

即使駕駛員通過把加速器踏板踩到底來要求急劇加速，但在從空氣壓縮機供給空氣的處理中也發生時間延遲，因此駕駛員可能對加速性能不滿。

前述內容僅旨在幫助理解本公開內容的背景技術，而并非旨在表示本公開內容落在本領域的技術人員已知的相關技術的范圍內。

發明內容

因此，本公開內容提出用于燃料電池車輛中的電力需求分配的設備和方法，能夠補償由于空氣壓縮機的操作導致的燃料電池輸出的延遲并且能夠提高燃料電池車輛的動力性能。

為了達到以上目標，根據本公開內容的一個方面，提供了一種用于燃料電池車輛中的電力需求分配的設備，該燃料電池車輛具有燃料電池、蓄電池和通過從燃料電池和蓄電池供應的電力運行的驅動電機，該設備包括：蓄電池管理系統，計算蓄電池能夠供應的可允許蓄電池電力；電力需求分配控制器，被配置為得到包括驅動電機所需要的驅動電機需求電力的車輛需求電力，并且將通過從車輛需求電力減去按比例縮小的可允許蓄電池電力而獲得的值或者對應于驅動電機需求電力的值確定為燃料電池需求輸出；以及燃料電池控制器，被配置為驅動將空氣供給至燃料電池的空氣壓縮機以便使燃料電池能夠生成由電力需求分配控制器計算的燃料電池需求輸出。