[发明专利]车载燃料电池的启动运行辅助装置及控制方法

权利要求书

1.一种车载燃料电池的启动运行辅助装置,其特征在于，包括DC-DC升压器、双向DC-DC变换器、超级电容器、锂电池和控制器；其中，

燃料电池电堆的供电端经所述DC-DC升压器与所述锂电池的输入端连接，并依次经所述DC-DC升压器、双向DC-DC变换器与所述超级电容器连接；所述锂电池的输出端与整车电机连接；所述控制器的输出端分别与所述燃料电池电堆、DC-DC升压器、双向DC-DC变换器、超级电容器的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的车载燃料电池的启动运行辅助装置,其特征在于，所述控制器执行如下程序：

获取整车电机的当前运行状态，以及燃料电池电堆的实时温度；所述当前运行状态为正常运行、准备停机、停机状态、准备启动中的一种；

根据所述燃料电池电堆的实时温度，结合整车电机的当前运行状态，控制所述燃料电池电堆、DC-DC升压器、双向DC-DC变换器、超级电容器执行相应操作，使得正常运行时燃料电池电堆供电、超级电容器充电，准备停机时燃料电池电堆将超级电容器电量充满，停机状态时超级电容器定时对燃料电池电堆保温，准备启动时超级电容器为燃料电池电堆供电直到燃料电池电堆冷启动完成。

3.根据权利要求1或2所述的车载燃料电池的启动运行辅助装置,其特征在于，所述控制器进一步包括依次连接的：

数据采集单元，用于获取整车电机的实时转速，并接收用户输入的整车电机控制指令，确定整车电机的当前运行状态；以及，获取燃料电池电堆的实时温度和输出电流；并且，将所述整车电机的当前运行状态、燃料电池电堆的实时温度和输出电流发送至数据处理与控制单元；

数据处理与控制单元，用于根据接收到的整车电机的当前运行状态，结合燃料电池电堆的实时温度和输出电流，向执行单元发出相应控制信号，使得所述燃料电池电堆、DC-DC升压器、双向DC-DC变换器、超级电容器执行相应操作；

执行单元，用于根据接收到的所述相应控制信号，控制DC-DC升压器和双向DC-DC变换器内的信号传输，燃料电池电堆的供电、充电或低温存储，以及，超级电容器的充电、供电或者断开。

4.根据权利要求3所述的车载燃料电池的启动运行辅助装置,其特征在于，所述数据采集单元进一步包括：

速度传感器，设置于整车电机的转子处，用于获取所述整车电机的实时转速；

温度传感器，设置于燃料电池电堆内部，用于获取燃料电池电堆的实时温度；

电流传感器，设置于燃料电池电堆的供电输出端，用于获取燃料电池电堆的输出电流；

指令输入按钮，用于接收用户输入的整车电机控制指令。

5.根据权利要求4所述的燃料电池的启动运行辅助装置,其特征在于，所述数据处理与控制单元执行如下程序：

获取整车电机的当前运行状态；

在整车电机正常运行时，控制燃料电池电堆通过DC-DC升压器对锂电池充电，并对整车电机供电，同时，控制双向DC-DC变换器、超级电容器所在支路断开；

在整车电机准备停机时，控制燃料电池依次经DC-DC升压器、双向DC-DC变换器对超级电容器充电，直到超级电容器的电量充满，同时，控制锂电池、整车电机所在支路断开；

在整车电机停机后，控制超级电容器周期性地通过双向DC-DC变换器对燃料电池电堆内的冷却液加热，使得电堆温度保持在处于预设范围内，同时，控制DC-DC升压器、锂电池所在支路断开；在每次加热结束后，检测超级电容器的电量，一旦超级电容器的电量低于下限阈值，控制超级电容器停止加热，并控制DC-DC升压器、锂电池所在支路连通，启动燃料电池电堆执行停车吹扫操作，对超级电容器适量充电；

在整车电机准备启动时，控制超级电容器通过双向DC-DC变换器将燃料电池电堆内的冷却液加热到预设温度后，对燃料电池电堆进行供电直到燃料电池电堆的输出电流达到预设可拉载电流后，控制双向DC-DC变换器、超级电容器所在支路断开，并控制燃料电池电堆通过DC-DC升压器对锂电池充电，并对整车电机供电，完成燃料电池电堆的冷启动。