[发明专利]燃料电池车辆的关闭系统及控制方法

说明书

本申请涉及一种燃料电池车辆的关闭系统、一种燃料电池车辆的关闭控制方法。该燃料电池车辆的关闭系统包括：燃料电池，配置为输出高电压；可充电的高压电池；双向转换器，布置在燃料电池的输出端子和高压电池之间；第一继电器，设置在燃料电池和双向转换器之间；以及控制器，配置为当燃料电池车辆失速时控制双向转换器的电压，以降低燃料电池的输出端子的电压，并且当燃料电池的输出端子的电压值低于预设电压参考值时关断第一继电器。

技术领域

本公开涉及一种燃料电池车辆的关闭系统(shut down system，停车系统，停机系统)和控制方法，该关闭系统能在燃料电池车辆关闭时防止燃料电池劣化的同时，能够提高燃料电池车辆的燃料效率。

背景技术

燃料电池是一类发电装置，其不是通过燃烧将燃料的化学能转换成热，而是通过燃料电池组中的电化学反应将化学能转化为电能，并且可以用于向小型电气或电子产品特别是便携式装置供电，以及为车辆提供工业电源、家用电源和电源。

主要用于车辆的燃料电池是聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)，并且与其它类型的燃料电池相比具有高效率、大电流密度和输出密度、短启动时间和对负载变化的快速响应特性的优点。为了将燃料电池用作车辆的电源，通过堆叠燃料电池的单元电池而构造，以获得所需电力的燃料电池和多种配置为在要安装在车辆中的系统中的操作装置。

用于燃料电池的操作装置的示例可以包括：氢供给装置，供给作为燃料电池的燃料的氢；空气供给装置，向燃料电池供给包括氧化剂(即，氧)的空气；以及热量和水管理系统，将作为燃料电池的电化学反应副产物的热量发散到外部，以将燃料电池的操作温度控制为最优，并执行水管理功能。

氢供给装置包括氢罐、氢供给阀、压力控制器、氢再循环装置等，空气供给装置包括空气供给器、空气阀、加湿器等，并且热量和水管理系统包括冷却剂泵、散热器、三通阀、用于排出电池组中的水的排水装置等。另外，操作装置可以包括用于去除阳极中的杂质的氢排出管线的氢清除阀、用于去除电池组电压的阴极除氧电阻等。

在阴极除氧电阻中，当燃料电池车辆的驱动完成，并且然后燃料电池车辆失速(stall，熄火)以使燃料电池系统关闭时，如果燃料电池电压等于或大于预定电压并且氢残留在阳极中以及氧残留在阴极中，则氢和氧通过电解质膜彼此交换会加速催化剂层的劣化。

因此，当燃料电池系统关闭时，必须在降低燃料电池电压的同时从阴极和阳极去除氧和氢。为了这个目的，提供阴极除氧电阻。然而，除了上述引起的燃料电池电压的降低之外，燃料电池电压被除氧电阻强制降低，并且因此燃料电池车辆的效率降低，从而降低燃料效率。

作为现有技术描述的事物仅被提供用于帮助理解本公开的背景，并且这些不应被认为对应于本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本公开的目的是提供一种燃料电池车辆的关闭系统和燃料电池车辆的控制方法，其能够通过降低燃料电池的输出端子的电压来防止燃料电池劣化，并当燃料电池车辆失速时通过用燃料电池的输出端子的电压对高压电池充电来改善燃料来提高燃料电池车辆的效率。

根据本公开的示例性实施例，提供了一种燃料电池车辆的关闭系统，包括：燃料电池，配置为输出高电压；可充电的高压电池；双向转换器，布置在燃料电池的输出端子和高压电池之间；第一继电器，设置在燃料电池和双向转换器之间；和控制器，配置为当燃料电池车辆失速时控制双向转换器的电压，以降低燃料电池的输出端子的电压，并且当燃料电池的输出端子的电压值低于预设电压参考值时关断第一继电器。

关闭系统可以进一步包括：电阻器部，配置为消耗燃料电池的输出端子的电压；和第二继电器，布置在燃料电池和电阻器部之间，其中，当燃料电池车辆失速时，控制器可以接通第二继电器，以允许电阻器部消耗燃料电池的输出端子的电压。

当燃料电池的输出端子的电压值低于预设电压最小值时，控制器可以关断第二继电器。