[发明专利]燃料电池汽车无负载功率增强运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池汽车功率增强，特别是利用GPS信息事先掌握道路倾斜情况下预测出电动机功率需要的电池的电力，从而进行预充电的无负载功率增强的运行方式。

背景技术

一般情况下，燃料电池汽车进行燃料电池堆内的氢气反应，外界必须提供空气，且对氢气发生反应时的空气量进行调节。图2表示为了保证空气吸入到电动鼓风机中，按现有功率增强方式，利用驱动鼓风机增加的空气供给量来提高燃料电池堆的发电量的结构图。如图所示，通过氢气供给部3把氢气提供给燃料电池堆1同时通过鼓风机2接受空气，进行电化学反应产生电能给电池充电，最后把电能转化为动能。

通常，提高汽车的功率方法是提高电动机的功率，而电动机功率的增大则会导致电池4的供电量的增加。因此，要增强车辆功率，必须增加电池充电所需的燃料电池堆1的发电量，这样燃料电池堆1的氢气发生反应所需的空气供给量也会增加。

图3所示现有燃料电池汽车的功率增强流程。

S200是上斜坡路时燃料电池汽车所需的功率增强的条件，S210是在这个条件下为了实现功率增强，司机进行踩加速踏板的过程。司机踩加速踏板，依次完成S220，鼓风机2速度增加和S230的燃料电池堆1氧气流入量的增加及S240的燃料电池堆1的发电量的增加等过程，最终可满足如S250斜坡路条件所要求的功率增强。

发明内容

如上所述，燃料电池汽车的功率增强的方式只能通过增加加速踏板的行程，提高鼓风机的转动数的方式来增加燃料电池堆1的氧气流入量。采用提高鼓风机2的转速来提高汽车功率是燃料电池汽车常用的方式，而该方式会弱化鼓风机2的耐久性。

例如，随着加速踏板行程的增加，鼓风机2的最大转速提高到40000 rpm，如果鼓风机2转速频繁提升最终对鼓风机性能增加负担，会弱化机械部件的耐久性。尤其是，行驶在经常需要增强功率的道路上，而司机的急剧加速等不良驾驶习惯不仅会导致鼓风机2的负担，也会对燃料电池堆1等部件也带来不利影响。

鉴于此，本发明利用GPS信息事先掌握的道路倾斜情况，根据道路倾斜度预测出的电动机功率需要的电池的电力并进行预充电，防止了为增加功率而加快加速踏板的操作。这样不仅防止急剧提升的转速对鼓风机的耐久性的影响，而且燃料电池堆也无需紧急增加加功率，从而达到无负载加速的目的，实现了燃料电池汽车的无负载功率增长的运行。

为了实现上述目标，本发明采用的燃料电池汽车的无负载功率增强运行方法。根据所预测的路况来增加汽车的功率，其方法是操作加速踏板，并驱动鼓风机生成燃料电池堆所需的电力，存储在电池中，

其特点是在上述汽车进入到需要增加功率的道路时，无需上述加速踏板操作，也不增加上述鼓风机的转速，同时上述燃料电池堆也不产生额外的电力，只利用存储在电池中的电力也能增加汽车功率，特点是执行过程符合无负载加速流程。

如果上述无负载流程无法执行，反应在上述加速踏板行程增加，通过提高鼓风机转速增加上述燃料电池堆的氧气流入量，增加上述燃料电池堆发电量，执行负载加速流程。

其特征是包括如下阶段。必要信息接收阶段：上述无负载加速流程检查GPS信息接收状态是否准确；预测电力判断阶段：如果上述GPS信息接受状态正常，根据目的地算出驾驶路径，确认路径中是否有需要功率增强的区间，计算出被确认的功率增强区间中所需的电动机驱动电力；电池电力计算阶段：判断电池现有的电力是否满足上述计算出的电动机驱动电力；电池剩余充电阶段：如果上述电池需要预充电，通过增加加速踏板行程，使上述鼓风机的空气供给量增加，在上述燃料电池堆中生成上述预测电力，提供给上述电池；待机模式进入阶段：上述电池剩余充电完成后，持续监控上述加速踏板是否增加行程，准备执行上述无负载加速流程；无负载加速准备阶段：上述待机模式中如果上述加速踏板的行程增加，其汽车的速度也增加，因此需要计算出上述电动机所需的电力值；无负载加速执行阶段：计算出上述无负载加速准备过程中的上述电动机的所需电力值，通过上述电动机提供给上述电池的电力来提高汽车的功率。

上述必要信息接收阶段的GPS信息是通过GPS导航信息或者控制上述鼓风机驱动的微控制器来进行检查。

上述鼓风机微控制器搭载着道路地图信息。

上述预测电力判断阶段中上述电动机驱动电力值是以确定的驾驶路径和地形为依据进行计算。

上述电池剩余充电阶段中，上述燃料电池堆中产生的剩余电力不转换为因车速增加导致的电动机消耗电力，全部存储在上述电池里。

上述待机模式中，如果不在执行上述无负载加速流程控制信号状态，则切换到负载加速流程模式。