[发明专利]一种燃料电池混合动力车辆及其低温启动控制方法、装置

说明书

本发明涉及一种燃料电池混合动力车辆及其低温启动控制方法、装置，在车辆起步阶段，最初由动力电池驱动车辆，通过动力电池预加热到动力电池的温度至第一设定温度时，控制动力电池暖机燃料电池，当燃料电池温度大于、等于第二设定温度时，由燃料电池驱动车辆，使燃料电池混合动力车辆在气温低于‑15℃的地区顺利启动，实现了动力电池与燃料电池无缝连接驱动燃料电池混合动力车辆的目的。

技术领域

本发明属于燃料电池混合动力汽车技术领域，具体涉及一种燃料电池混合动力车辆及其低温启动控制方法、装置。

背景技术

当今，环境污染和能源危机成为困扰人类进步的两大重要障碍。因此，寻找新的清洁能源成为解决这两大障碍的最佳捷径。其中，可以将化学能直接转变为电能的燃料电池，因其副产物只有水而备受关注。然而，由于低温环境下(0℃以下)水容易结冰，从而会对燃料电池造成不可逆的破坏，因此，低温启动成为制约燃料电池广泛推广的最大障碍之一。

目前，解决燃料电池系统低温启动围绕两种方法进行，一种是燃料电池自己热技术；美国专利NO.6127056提出了少量氢气加入空气，在阴极催化剂的作用下进行燃烧放热加热电池；美国专利NO.6358638提出少量氢气混入空气、少量空气混入氢气，分别在阴极、阳极发生燃烧反应，从而加热燃料电池。以上方法的缺点是加热区域是气体入口部分，同时还需要气体混合设备，这无疑是燃料电池系统的成本增加；另一种是外电源加热燃料电池电堆技术，如公布号分别为CN 101587961A、CN 102751521B的中国发明专利都是应用外电源加热实现低温启动的。

现有技术中，国内燃料电池公交车的低温环境适应性分类两类。一类是不能进行低温启动，因此应用该类系统的燃料电池汽车只能在最低气温为0℃以上的中国南方地区推广；另一类是可以低温启动，但启动的温度不低于-15℃，因此应用该类系统的燃料电池汽车不能满足最低气温低于-15℃的北方地区。

发明内容

为使燃料电池汽车得到更广泛的推广，本发明提供一种燃料电池混合动力车辆及其低温启动控制方法、装置，用于解决现有燃料电池混合动力车辆在气温低于-15℃的地区顺利启动的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种燃料电池混合动力车辆的低温启动控制方法，包括以下方法方案：

方法方案一，包括如下步骤：

1)车辆起步时，判断当前环境温度，在当前环境温度低于设定环境温度时，启动动力电池驱动车辆，当动力电池的温度大于或等于第一设定温度时，控制动力电池暖机燃料电池；

2)当燃料电池的温度大于或等于第二设定温度时，控制燃料电池驱动车辆来代替动力电池驱动车辆。

方法方案二，在方法方案一的基础上，当燃料电池的温度大于或等于所述第二设定温度时，判断动力电池的荷电状态是否小于设定的百分值，若小于，控制燃料电池给动力电池充电，直到动力电池的荷电状态达到所述设定的百分值。

方法方案三，在方法方案一的基础上，所述启动动力电池驱动车辆前，还包括以下步骤：当动力电池的温度小于第三设定温度时，控制动力电池进行预热，直至动力电池的温度大于或等于第三设定温度，启动动力电池驱动车辆。

方法方案四，在方法方案三的基础上，所述第三设定温度小于或等于-25℃。

方法方案五、六，分别在方法方案一、二的基础上，所述第一设定温度的范围为-15℃到0℃，所述第二设定温度的范围为-15℃到0℃。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种燃料电池混合动力车辆的低温启动控制装置，包括以下装置方案：

装置方案一，包括处理器，用于执行实现以下步骤的指令：

1)车辆起步时，判断当前环境温度，在当前环境温度低于设定环境温度时，启动动力电池驱动车辆，当动力电池的温度大于或等于第一设定温度时，控制动力电池暖机燃料电池；