[发明专利]控制燃料电池车辆的启动的装置和方法

说明书

提供了控制燃料电池车辆的启动的装置和方法，该装置和方法包括图表，在该图表中记录针对燃料电池堆的出口处的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差。在燃料电池车辆的启动期间，基于图表调整空气供应开始时间点，以防止燃料电池堆的电池电压偏差和电池反向电压。在燃料电池车辆的启动期间，温度传感器测量燃料电池堆的冷却水温度，并且控制器基于燃料电池堆的冷却水温度调整空气供应开始时间点。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月2日提交的韩国专利申请第10-2020-0066538号的优先权的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及防止燃料电池车辆启动(start-up)期间的电池反向电压以及电池电压偏差的技术。

背景技术

通常，燃料电池车辆包括：燃料电池系统，具有燃料电池堆，燃料电池堆中堆叠有多个燃料电池；燃料供应系统，向燃料电池堆供应作为燃料的氢气等；空气供应系统，供应氧气，氧气是电化学反应所需的氧化剂；热管理系统，控制燃料电池堆的温度；电池管理系统，存储由燃料电池堆产生的能量的等。燃料供应系统对氢气罐内的压缩氢气进行解压，并且将解压的氢气供应至该堆的燃料电极(阳极)。此外，空气供应系统操作鼓风机以将吸入的外部空气供应至该堆的空气电极(阴极)。

当氢气被供应至燃料电池堆的燃料电极时并且当氧气被提供给燃料电池堆的空气电极时，通过催化反应氢离子与燃料电极分离。分离的氢离子通过电解质膜转移至作为空气电极的氧化电极，并且与燃料电极分离的氢离子、电子和氧气一起在氧化电极处发生电化学反应，从而获得电能。具体地，在燃料电极处发生与氢气的电化学氧化，并且在空气电极处发生与氧气的电化学还原。由于此时产生的电子的移动，电和热产生。此外，通过氢和氧彼此耦合的化学反应，产生水蒸气或水。

设置排出设备，以排出不与副产物(诸如，水蒸气、水和在产生燃料电池堆的电能的过程中产生的热)反应的氢、氧等。诸如水蒸气、氢和氧的气体通过排放通道释放到大气中。用于驱动燃料电池的诸如鼓风机、氢循环风机、水泵等的组件，连接到主总线终端，以促进燃料电池的启动。用于促进电力切断和连接的各种继电器以及防止反向电流流到燃料电池的二极管可连接到主总线端终端。

经由鼓风机提供的干燥空气通过加湿器来加湿，并且然后被提供至燃料电池堆的阴极。此外，阴极的废气可用于通过在被内部产生的水加湿的状态下传送到加湿器，来对要被供应至阴极的干空气进行加湿。在不考虑启动期间的外部空气的温度的情况下，这种控制燃料电池车辆的启动的传统技术几乎同时(例如，约0.5秒差)将氢气和空气(氧气)供应至燃料电池堆。因此，在低温启动期间，引起燃料电池堆的电池电压变化。

此外，用于控制燃料电池车辆的启动的传统技术的问题在于，在由于空气截止阀(ACV)表现不良使得空气被引入到阴极中的状态下，在低温启动期间引起燃料电池堆的电池反向电压(例如，约-0.8V)。作为参考，由于先前引入阴极的空气，产生水。由此产生的水在处于低温的阳极侧的反应区域处冻结，从而引起临时性氢不足，产生电池反向电压。

在该背景技术部分中描述的各项被公开以增强对本发明的背景技术的理解，并且可包括除了本技术所属领域的普通技术人员所已知的现有技术以外的各项。

发明内容

本公开提供了用于控制燃料电池车辆的启动的装置和方法，该装置和方法具有图表，在该图表中记录针对燃料电池堆的出口处的每个冷却水温度的氢气供应开始时间点与空气供应开始时间点之间的时间差，并且在燃料电池车辆的启动期间基于该图表来调整空气供应开始时间点，以防止燃料电池堆的电池反向电压以及电池电压偏差。

本发明所要解决的技术问题不局限于前述问题，并且本公开所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解在本文中未提及的任何其他技术问题。