[发明专利]用于在紧急情况下起动燃料电池车辆的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在紧急情况下起动燃料电池车辆的装置和方法，并且更具体地，涉及通过使用车辆的空调系统的送风机，在紧急情况下起动燃料电池车辆的装置和方法。

背景技术

通常，燃料电池系统包括产生电能的燃料电池组、将燃料（氢气）供给至燃料电池组的燃料供给系统、将包括氧气（其是电化学反应必需的氧化剂）的空气供给至燃料电池组的空气供给系统、以及控制燃料电池组的工作温度的热/水管理系统。

当将氢气供给至燃料电池组的燃料电极，并且将空气供给至燃料电池组的空气电极时，供给的氢气通过燃料电极中的催化剂氧化反应分离成氢离子和电子。这时，生成的氢离子通过电池组内的聚电解质薄膜供给至空气电极，而电子通过外电路供给至空气电极。在空气电极中，电流是通过以下原理生成的，其中氧离子通过供给的氧和电子之间的催化剂还原反应生成，而水通过氢离子和氧的结合生成。

燃料电池中产生的电流用于为高压电池充电，以便用作燃料电池车辆的起动的电力或者驱动发动机的电力。

然而，在高压电池和燃料电池之间连接的转换器（双向高压DC-DC转换器，BHDC）出现错误或者故障的情形下，车辆进入关闭（S/D）序列并且不可能驱动。

此外，在通过使用包括高压转换器或者高压电池的高压系统的高压驱动空气送风机以便起动燃料电池的系统的情形下，当高压系统异常，并且不再能够将空气供给至燃料电池的空气电极时，空气送风机停止，使得燃料电池的起动变得不可能。

在尝试解决以上所描述的问题中，韩国专利公开号2012-20686（2012年3月8日公开）公开了用于在紧急情况下起动燃料电池车辆的系统和方法，其中在燃料电池系统中的高压系统出现错误或者故障时空气送风机被低压电池驱动，从而可以在紧急情况下起动燃料电池。然而，除现有技术之外还需要其他在紧急情况下起动的方法。

发明内容

本发明提供了用于在紧急情况下起动燃料电池车辆的装置和方法，其中，甚至在起动燃料电池的过程中在包括高压DC-DC转换器或者用作空气送风机的电源的高压电池的高压系统出现故障的情况下，将空气供给至燃料电池使得燃料电池可以在紧急情况下起动，从而确保在紧急情况下车辆的起动效率和发动机的稳定性。

根据本发明的一个方面，提供了用于在紧急情况下起动燃料电池的装置，包括：高压系统，通过高压总线与燃料电池连接；送风机，通过由高压系统供给的电力来操作以将空气供给至燃料电池的空气电极；空气供给管，用于在紧急情况下起动，连接在燃料电池的空气电极入口管和连接至车辆内部的空调送风机的出口管之间；三通阀，安装在用于在紧急情况下起动的出口管和空气供给管彼此相交的点处，并且将空气从空调送风机引导至车辆内部或者燃料电池的空气电极入口；以及控制器，控制三通阀的气流通道的改变使得空气朝向燃料电池的空气电极入口流动，并且在高压系统出现错误或者故障的情形下，控制空调送风机被打开。

根据本发明的一个方面，提供了用于在紧急情况下起动燃料电池的方法，包括：操作通过高压总线与燃料电池连接的高压系统，其中燃料电池被起动；确定高压系统的异常性；在高压系统异常的情况下，当供给空气至燃料电池的空气电极的空气送风机不能被操作时，操作空调送风机；根据空调送风机的操作将空气引导并且供给至燃料电池的空气电极；以及通过由空调送风机供给至燃料电池的空气电极的空气在紧急情况下起动燃料电池。

本发明通过以上描述的用于解决问题的装置和方法提供以下效果。

根据本发明的实施方式，甚至在包括高压DC-DC转换器或者高压电池的高压系统出现故障的情况下，通过使用空调送风机将空气容易地供给至燃料电池使得燃料电池可在紧急情况下起动。

换言之，通过以下配置（其中简单地添加了在燃料电池车辆中装备的且由12V电池驱动的空调系统的空调送风机，引导来自空调送风机的空气的管路，以及三通阀，在高压系统出现错误或者故障的情况下可以紧急起动燃料电池，从而改善燃料电池的起动效率和稳定性。

附图说明

现在将参照附图所示出其一些示例性实施方式，详细地描述本发明的上述及其他特征，这些附图仅作为说明在下面给出，因此并不对本发明进行限制，其中：

图1示出了根据本发明用于在紧急情况下起动燃料电池车辆的装置的配置；

图2是流程图，示出了根据本发明在紧急情况下起动燃料电池车辆的方法；以及

图3示出了根据本发明的燃料电池车辆在紧急情况下启动的序列。