[發明專利]控制燃料電池車輛的啟動的裝置和方法

在審

• 申請號: 202011260241.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN113752917A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 梁晟鎬
• 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: B60L58/31
• 分類號: B60L58/31;B60L58/33;H01M8/04302;H01M8/0432;H01M8/04089;H01M8/04082;H01M8/04992
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 徐麗華

提供了控制燃料電池車輛的啟動的裝置和方法，該裝置和方法包括圖表，在該圖表中記錄針對燃料電池堆的出口處的每個冷卻水溫度的氫氣供應開始時間點與空氣供應開始時間點之間的時間差。在燃料電池車輛的啟動期間，基于圖表調整空氣供應開始時間點，以防止燃料電池堆的電池電壓偏差和電池反向電壓。在燃料電池車輛的啟動期間，溫度傳感器測量燃料電池堆的冷卻水溫度，并且控制器基于燃料電池堆的冷卻水溫度調整空氣供應開始時間點。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2020年6月2日提交的韓國專利申請第10-2020-0066538號的優先權的權益，其全部內容通過引用結合于此。

技術領域

本公開涉及防止燃料電池車輛啟動(start-up)期間的電池反向電壓以及電池電壓偏差的技術。

背景技術

通常，燃料電池車輛包括：燃料電池系統，具有燃料電池堆，燃料電池堆中堆疊有多個燃料電池；燃料供應系統，向燃料電池堆供應作為燃料的氫氣等；空氣供應系統，供應氧氣，氧氣是電化學反應所需的氧化劑；熱管理系統，控制燃料電池堆的溫度；電池管理系統，存儲由燃料電池堆產生的能量的等。燃料供應系統對氫氣罐內的壓縮氫氣進行解壓，并且將解壓的氫氣供應至該堆的燃料電極(陽極)。此外，空氣供應系統操作鼓風機以將吸入的外部空氣供應至該堆的空氣電極(陰極)。

當氫氣被供應至燃料電池堆的燃料電極時并且當氧氣被提供給燃料電池堆的空氣電極時，通過催化反應氫離子與燃料電極分離。分離的氫離子通過電解質膜轉移至作為空氣電極的氧化電極，并且與燃料電極分離的氫離子、電子和氧氣一起在氧化電極處發生電化學反應，從而獲得電能。具體地，在燃料電極處發生與氫氣的電化學氧化，并且在空氣電極處發生與氧氣的電化學還原。由于此時產生的電子的移動，電和熱產生。此外，通過氫和氧彼此耦合的化學反應，產生水蒸氣或水。

設置排出設備，以排出不與副產物(諸如，水蒸氣、水和在產生燃料電池堆的電能的過程中產生的熱)反應的氫、氧等。諸如水蒸氣、氫和氧的氣體通過排放通道釋放到大氣中。用于驅動燃料電池的諸如鼓風機、氫循環風機、水泵等的組件，連接到主總線終端，以促進燃料電池的啟動。用于促進電力切斷和連接的各種繼電器以及防止反向電流流到燃料電池的二極管可連接到主總線端終端。

經由鼓風機提供的干燥空氣通過加濕器來加濕，并且然后被提供至燃料電池堆的陰極。此外，陰極的廢氣可用于通過在被內部產生的水加濕的狀態下傳送到加濕器，來對要被供應至陰極的干空氣進行加濕。在不考慮啟動期間的外部空氣的溫度的情況下，這種控制燃料電池車輛的啟動的傳統技術幾乎同時(例如，約0.5秒差)將氫氣和空氣(氧氣)供應至燃料電池堆。因此，在低溫啟動期間，引起燃料電池堆的電池電壓變化。

此外，用于控制燃料電池車輛的啟動的傳統技術的問題在于，在由于空氣截止閥(ACV)表現不良使得空氣被引入到陰極中的狀態下，在低溫啟動期間引起燃料電池堆的電池反向電壓(例如，約-0.8V)。作為參考，由于先前引入陰極的空氣，產生水。由此產生的水在處于低溫的陽極側的反應區域處凍結，從而引起臨時性氫不足，產生電池反向電壓。

在該背景技術部分中描述的各項被公開以增強對本發明的背景技術的理解，并且可包括除了本技術所屬領域的普通技術人員所已知的現有技術以外的各項。

發明內容

本公開提供了用于控制燃料電池車輛的啟動的裝置和方法，該裝置和方法具有圖表，在該圖表中記錄針對燃料電池堆的出口處的每個冷卻水溫度的氫氣供應開始時間點與空氣供應開始時間點之間的時間差，并且在燃料電池車輛的啟動期間基于該圖表來調整空氣供應開始時間點，以防止燃料電池堆的電池反向電壓以及電池電壓偏差。

本發明所要解決的技術問題不局限于前述問題，并且本公開所屬領域的技術人員將從以下描述中清楚地理解在本文中未提及的任何其他技術問題。