[發明專利]一種燃料電池域控制系統及其控制策略

在審

• 申請號: 202210580138.8
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114872588A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 宋光吉;楊福清;吳焜昌;王健偉;盧濤;尚明豐;饒曉華;唐靜
• 申請（專利權）人: 廈門金龍聯合汽車工業有限公司
• 主分類號: B60L58/30
• 分類號: B60L58/30;B60L58/31;B60L3/00;B60L3/04;B60R16/023;G05B23/02
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所(普通合伙) 35213
• 代理人: 方傳榜

本發明公開一種燃料電池域控制系統及其控制策略，屬于燃料電池控制技術領域，將整車控制器VCU、燃料電池系統控制器FCU、氫管理系統控制器HMS、整車綜合熱管理系統控制器ICS、數據傳輸控制器T?Box五個部件功能集成于一個域控制器內，域控制器由域控制器從站和域控制器主站組成，域控制器從站僅與整車設備端進行物理連接，主要功能有IO信號采集、信號驅動、CAN網絡通訊、車載遠程數據傳輸等；域控制器主站采用標準化的軟件創新平臺，提供功能域通用的控制策略算法，實現燃料電池涉氫功能域內整車層級軟件功能集中化，通過軟件模塊之間信號互相調用，可快速響應整車氫電使用安全、能量管理等需求，實現整車與燃料電池協同控制上下電與故障診斷等。

技術領域

本發明涉及燃料電池控制技術領域，更為具體地說是指一種燃料電池域控制系統及其控制策略。

背景技術

燃料電池電動汽車主要能量源來自燃料電池系統與動力電池系統，其中，燃料電池系統是通過氫氣與氧氣(來自于空氣)發生電化學反應產生電能的發電裝置，通過燃料電池升壓DC/DC調節電壓達到整車動力電池系統高電壓平臺(400-750VDC)。然而氫氣是一種易燃易爆的危險氣體，它與空氣混合的爆炸極限范圍為4.0％～75.6％(體積濃度)。因此，燃料電池電動汽車用氫和用電安全顯得尤其重要，特別是在整車安全控制與通訊機制。

當前燃料電池電動汽車一般采用分布式電子電氣架構，普遍存在控制器計算能力不足、通訊帶寬窄、軟件升級不方便、控制器節點多、自帶數個遠程數據傳輸模塊等，不能滿足未來電子電氣架構的發展需求，且從整車氫電控制安全方面并未是最佳方案，數據與信號傳輸實時性和魯棒性較差。

公開號為CN 112060926A的中國發明專利提供一種動力域控制系統，包括動力域控制器、燃料電池系統、二次電池系統(普遍使用鋰離子電池)、電機和DCDC轉換器等，動力域控制器還包括整車控制模塊、電機控制模塊、能量管理模塊、傳動控制模塊等。該專利的整個動力域控制器與燃料電池系統并非在同一個功能域，且氫系統并未納入動力域，無法滿足燃料電池電動汽車氫電控制安全，仍存在CAN通訊及控制器濾波算法帶來的延時，同時整車控制無法真正參與燃料電池用氫發電的控制需求，在發生緊急情況下，整車氫電安全無法快速、可靠的通訊與控制。同時，動力域控制器涉及控制算法很大，涉及部件過多，特別是電機控制模塊算法占用內存較大，導致動力域控制器計算相對緩慢，程序升級較困難，對于燃料電池電動汽車域控制系統并非適用，犧牲氫電安全控制的首要地位。為此，我們提供一種燃料電池域控制系統及其控制策略。

發明內容

本發明提供一種燃料電池域控制系統及其控制策略，以克服現有燃料電池域控制系統存在延時，整車氫電安全無法快速、可靠的通訊與控制等缺點。

本發明采用如下技術方案：

一種燃料電池域控制系統，包括將燃料電池電動汽車整車控制器VCU、燃料電池系統控制器FCU、氫管理系統控制器HMS、整車綜合熱管理系統控制器ICS、數據傳輸控制器T-Box五個部件功能集成于內部的域控制器，所述域控制器由域控制器從站和域控制器主站組成，所述域控制器從站的第一路CAN1與所述域控制器主站進行唯一通訊，域控制器從站的第二路CAN接入整車動力CAN網絡，與整車設備端物理連接，該域控制器從站包括IO信號采集模塊、IO信號驅動模塊、CAN網絡通訊模塊、車載遠程數據傳輸模塊；所述域控制器主站包括整車上下電模塊、能量管理模塊、燃料電池控制模塊、故障診斷模塊，域控制器主站的各模塊之間采用函數調用需求信號或直接采用模塊信號，實現各個模塊的控制策略獨立運行。

一較佳實施方案中，上述IO信號采集模塊用于采集燃料電池域控制系統傳感器的信號，所述燃料電池域控制系統傳感器包括油門踏板、制動踏板、鑰匙開關、加氫信號、氫氣壓力、氫氣溫度、空氣壓力、空氣流量、空氣濕度、冷卻液溫度、冷卻液壓力、氫氣濃度等。