[發(fā)明專利]一種改善氫燃料電池汽車供暖的制動能量捕捉器及其供暖方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110063377.1
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112721569A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 仇斌;劉亞輝;季學武
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/22;B60L7/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

1.一種改善氫燃料電池汽車供暖的制動能量捕捉器，所述制動能量捕捉器(13)包括能量捕捉控制器(21)，加熱驅動器(23)和加熱室(22)，其特征在于，

所述加熱室(22)與循環(huán)水泵(11)、風擋除霜器(14)、駕駛員腳部暖風器(15)和乘客艙暖風器(16)串聯(lián)在暖風供熱管路(17)上構成整車的除霜和供暖系統(tǒng)；

所述能量捕捉控制器(21)通過CAN總線或其它通訊總線(29)與整車各系統(tǒng)的控制單元連接；

所述加熱驅動器(23)通過高壓直流總線12連接到整車的高壓直流母線(4)上，利用高壓直流母線(4)上的電能來加熱暖風供熱管路(17)中的循環(huán)水；

能量捕捉控制器(21)在整車制動過程中，利用高壓直流母線(4)上富余的制動回饋電能并通過加熱室(22)來加熱暖風供熱管路(17)中的循環(huán)水，熱水在循環(huán)水泵(11)的推動下經(jīng)暖風供熱管路(17)依次分別流過風擋除霜器(14)、駕駛員腳部暖風器(15)和乘客艙暖風器(16),為整車各部分的溫度控制提供熱源。

2.根據(jù)權利要求1所述的制動能量捕捉器，其特征在于，所述能量捕捉控制器(21)通過CAN總線或其它通訊總線(29)分別與燃料電池控制單元(24)、燃料電池DC-DC變換器的控制單元(25)、動力電池管理系統(tǒng)(26)、附件控制單元(27)、電機控制器(28)、空調控制單元(30)和整車控制器(31)進行通訊連接，所述能量捕捉控制器(21)接收風擋除霜器開關(18)、空調暖風開關(19)和制動開關(20)的模擬信號。

3.根據(jù)權利要求1所述的制動能量捕捉器，其特征在于，制動能量捕捉器(13)的工作模式包括直接加熱模式和捕捉加熱模式，其中，

直接加熱模式是風擋除霜器開關(18)開啟時的工作模式，該模式直接從高壓直流母線(4)上獲取電能來加熱暖風供熱管路(17)中的循環(huán)水；

捕捉加熱模式是根據(jù)整車的行駛狀態(tài)，在確保動力電池不過充的前提下，利用多余的制動回饋能量來加熱暖風供熱管路(17)中的循環(huán)水。

4.根據(jù)權利要求3所述的制動能量捕捉器的供暖方法，其特征在于，所述捕捉加熱模式包括以下步驟：

S1)空調暖風開關(19)開啟，且制動開關(20)閉合；

S2)能量捕捉控制器(21)通過整車控制系統(tǒng)各控制單元獲取功率控制參數(shù)，包括：

通過空調控制單元(30)獲取的暖風加熱需求功率P_{13_req}，

通過動力電池管理系統(tǒng)(26)獲取的電池最大允許充電功率P_{9max_chg}，

通過燃料電池控制單元(24)獲取的燃料電池怠速功率P_{1_idle}，

通過高壓附件控制單元(27)獲取的高壓附件功率P₃，

通過電機控制器(28)獲取的電機最大允許發(fā)電功率P_{6reg_limit}；

S3)能量捕捉控制器(21)根據(jù)整車其它各控制單元提供的功率狀態(tài)參數(shù)，分析得出當前可捕捉的加熱功率P_{13_avail}，并向整車控制器(31)提出當前的制動回饋功率要求P_{6_reg}。

5.根據(jù)權利要求4所述的供暖方法，其特征在于，制動能量捕捉器(13)的工作狀態(tài)包括無能量捕捉狀態(tài)、完全能量捕捉狀態(tài)和部分能量捕捉狀態(tài)。

6.根據(jù)權利要求5所述的供暖方法，其特征在于，

當P_{9max_chg}+P₃-P_{1_idle}≥P_{6reg_limit}時，

P_{6_reg}＝P_{6reg_limit}

P_{13_avail}＝0，

在該運行狀態(tài)下由于整車的制動回饋功率偏小，制動能量捕捉器(13)不工作，為無能量捕捉狀態(tài)。