[发明专利]一种改善氢燃料电池汽车供暖的制动能量捕捉器及其供暖方法

权利要求书

1.一种改善氢燃料电池汽车供暖的制动能量捕捉器，所述制动能量捕捉器(13)包括能量捕捉控制器(21)，加热驱动器(23)和加热室(22)，其特征在于，

所述加热室(22)与循环水泵(11)、风挡除霜器(14)、驾驶员脚部暖风器(15)和乘客舱暖风器(16)串联在暖风供热管路(17)上构成整车的除霜和供暖系统；

所述能量捕捉控制器(21)通过CAN总线或其它通讯总线(29)与整车各系统的控制单元连接；

所述加热驱动器(23)通过高压直流总线12连接到整车的高压直流母线(4)上，利用高压直流母线(4)上的电能来加热暖风供热管路(17)中的循环水；

能量捕捉控制器(21)在整车制动过程中，利用高压直流母线(4)上富余的制动回馈电能并通过加热室(22)来加热暖风供热管路(17)中的循环水，热水在循环水泵(11)的推动下经暖风供热管路(17)依次分别流过风挡除霜器(14)、驾驶员脚部暖风器(15)和乘客舱暖风器(16),为整车各部分的温度控制提供热源。

2.根据权利要求1所述的制动能量捕捉器，其特征在于，所述能量捕捉控制器(21)通过CAN总线或其它通讯总线(29)分别与燃料电池控制单元(24)、燃料电池DC-DC变换器的控制单元(25)、动力电池管理系统(26)、附件控制单元(27)、电机控制器(28)、空调控制单元(30)和整车控制器(31)进行通讯连接，所述能量捕捉控制器(21)接收风挡除霜器开关(18)、空调暖风开关(19)和制动开关(20)的模拟信号。

3.根据权利要求1所述的制动能量捕捉器，其特征在于，制动能量捕捉器(13)的工作模式包括直接加热模式和捕捉加热模式，其中，

直接加热模式是风挡除霜器开关(18)开启时的工作模式，该模式直接从高压直流母线(4)上获取电能来加热暖风供热管路(17)中的循环水；

捕捉加热模式是根据整车的行驶状态，在确保动力电池不过充的前提下，利用多余的制动回馈能量来加热暖风供热管路(17)中的循环水。

4.根据权利要求3所述的制动能量捕捉器的供暖方法，其特征在于，所述捕捉加热模式包括以下步骤：

S1)空调暖风开关(19)开启，且制动开关(20)闭合；

S2)能量捕捉控制器(21)通过整车控制系统各控制单元获取功率控制参数，包括：

通过空调控制单元(30)获取的暖风加热需求功率P_{13_req}，

通过动力电池管理系统(26)获取的电池最大允许充电功率P_{9max_chg}，

通过燃料电池控制单元(24)获取的燃料电池怠速功率P_{1_idle}，

通过高压附件控制单元(27)获取的高压附件功率P₃，

通过电机控制器(28)获取的电机最大允许发电功率P_{6reg_limit}；

S3)能量捕捉控制器(21)根据整车其它各控制单元提供的功率状态参数，分析得出当前可捕捉的加热功率P_{13_avail}，并向整车控制器(31)提出当前的制动回馈功率要求P_{6_reg}。

5.根据权利要求4所述的供暖方法，其特征在于，制动能量捕捉器(13)的工作状态包括无能量捕捉状态、完全能量捕捉状态和部分能量捕捉状态。

6.根据权利要求5所述的供暖方法，其特征在于，

当P_{9max_chg}+P₃-P_{1_idle}≥P_{6reg_limit}时，

P_{6_reg}＝P_{6reg_limit}

P_{13_avail}＝0，

在该运行状态下由于整车的制动回馈功率偏小，制动能量捕捉器(13)不工作，为无能量捕捉状态。