[發明專利]車載燃料電池系統的啟動控制方法

有效

• 申請號: 202010411333.9
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111710888B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張天馨;王偉峰;鄭梅;張海濤
• 申請（專利權）人: 山東華碩能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04225
• 分類號: H01M8/04225;H01M8/04302;H01M8/04664;H01M8/04746
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 于洪偉

本發明公開了一種車載燃料電池系統的啟動控制方法，涉及燃料電池的啟動控制領域，設計了故障自檢的部分，根據燃料電池系統啟動過程中的參數判斷故障等級并采取相應的處理措施，當系統出現異常時能夠及時作出反應，有效保護系統，延長系統的使用壽命；提高了啟動初期空壓機的空氣計量比，進而提高了空壓機的轉速，當系統收到加載命令時空壓機已經處于較高的轉速，從0加載至30KW滿功率的時間由33秒降低至9秒，大幅度提高了空壓機的響應速率，實現了空壓機的快速加載，極大縮短了燃料電池的啟動時間，提高了燃料電池的使用效率。

技術領域

本發明涉及燃料電池的啟動控制領域，具體的說是一種車載燃料電池系統的啟動控制方法。

背景技術

新能源汽車發展的主要趨勢是汽車能源的多元化和汽車動力的電氣化。燃料電池作為一種高效、零污染車用電源，是汽車動力電氣化的理想選擇。燃料電池發動機作為一種新型的綠色動力源，由于其高效率和低排放等眾多有點，逐漸成為了車載發動機的研究重點。燃料電池系統工作過程中，由于空壓機等機械部件響應速度受限制，經常導致燃料電池系統無法快速加載到所需功率，啟動時間長，影響燃料電池的使用壽命和使用效率。

發明內容

為解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種車載燃料電池系統的啟動控制方法，在燃料電池系統啟動過程中實現故障自檢與應急處理，有效保護燃料電池系統，并且實現快速加載，解決燃料電池無法快速加載的弊端。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種車載燃料電池系統的啟動控制方法，通過如下步驟實現：

1）燃料電池系統上電，進入“En”狀態；

2）燃料電池系統上電后3s進入“StandBy”狀態，此時系統等待開機命令；

3）接收到開機命令后，系統啟動，進入“Startup”狀態，啟動過程中如果收到關機命令，則回到“StandBy”狀態；若啟動過程中系統有故障，且故障等級為2級或者3級，系統進入“Fault”狀態，告警后解決故障進行步驟4）；

4）系統正常或者故障等級為1級時，系統啟動完成后進入“Run”狀態，此時空氣計量比為1.6-1.8，空壓機轉速1300-1500轉每分鐘；

5）進入“Run”狀態后，根據燃料電池空載時所需的最大空氣計量比值3來設置參數，此時空壓機轉速為3000轉每分鐘；

6）等待加載命令，收到加載命令后，按照設定的功率參數進行快速加載；

7）當系統達到目標功率時，系統保持輸出的狀態，并繼續等待下一步指令。

所述三個等級的故障設置及處理方式如下：

所述故障等級為1級的故障，設置為系統參數偏離正常范圍，但在允許操作范圍內，處理方式為系統在當前情況下繼續運行，同時告警并報告故障給監控系統或現場操作人員；

所述故障等級為2級的故障，設置為系統參數已超過可接受的工作范圍，處理方式為燃料電池模塊進行可控制性停機，告警并將故障類別連同故障等級報告給監控系統，系統根據情況進行降載及故障處理操作，轉化為1級故障后即可繼續運行，如果不能轉化為1級故障則不能嘗試重啟，直到解決故障為止；

所述故障等級為3級的故障，設置為系統參數已經超過安全操作范圍，處理方式為燃料電池模塊進行一次立即關機，告警并將故障類別連通故障等級報告給監控系統，系統自動降載為“0”后進行故障處理，直到故障排除之前，不準重新啟動。