用于驱动基于燃料电池的车辆的方法和设备与流程

用于驱动基于燃料电池的车辆的方法和设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2022年2月22日提交的韩国专利申请no.10-2022-0023240的优先权，其全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
3.本发明涉及用于驱动基于燃料电池的车辆的设备及方法。


背景技术：

4.基于燃料电池的车辆利用由燃料电池产生的能量操作车辆的驱动装置。燃料电池利用氢与氧之间的化学反应发电。
5.为了向燃料电池提供空气，空气压缩机从其外部吸入空气、压缩空气，并向燃料电池提供空气。也就是说，需要提前运行向燃料电池提供空气的空气压缩机，以平稳地启用燃料电池。空气压缩机利用从蓄电池施加的电压驱动，当发生蓄电池的电压下降时，空气压缩机不能平稳地驱动。驱动空气压缩机失败会导致启动失败的问题。
6.包括在本发明背景技术中的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

7.本发明的各个方面旨在提供一种驱动基于燃料电池的车辆的方法和设备以解决启动失败。
8.本发明的各个方面旨在提供一种驱动基于燃料电池的车辆的方法和设备，以解决车辆的启动失败，同时防止在车辆行驶时驱动装置的响应速度延迟。
9.本发明要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解本文未提及的任何其它技术问题。
10.根据本发明的一方面，一种驱动基于燃料电池的车辆的方法包括：确定车辆是否处于启动进入状态；基于车辆处于启动进入状态，确定向空气压缩机提供电压的蓄电池的开路电压；基于所述开路电压确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流；以及基于所述驱动电流驱动空气压缩机。
11.确定车辆是否处于启动进入状态可以包括：识别车辆的启动开启信号；以及基于启动开启信号的持续时间小于阈值时间段，识别出车辆处于启动进入状态。
12.确定车辆是否处于启动进入状态可以进一步包括：响应于启动开启信号识别空气压缩机的每分钟转数(revolutions per minute，rpm)；以及当燃料电池控制器确定出空气压缩机的rpm为零时，对启动开启信号的持续时间进行计数。
13.确定开路电压可以包括搜索查找表，在所述查找表中，蓄电池的电量状态(state of charge，soc)值与开路电压的大小相匹配。
14.确定驱动电流可以包括减小驱动电流的大小以减小由驱动电流引起的开路电压
的电压降。
15.确定驱动电流可以包括将驱动电流的减小量设置为随着开路电压的大小减小而更大。
16.确定驱动电流可以包括设置驱动电流，使得通过从开路电压减去由驱动电流引起的电压降而获得的大小大于或等于低电压转换器的最小输入电压。
17.驱动空气压缩机可以包括：基于驱动电流，在加速区间期间使驱动空气压缩机的叶片的电机的角速度加速；以及通过在加速区间之后调整驱动电流的大小来维持目标角速度。
18.维持目标角速度可以包括检测电机的角速度以及基于电机的角速度达到预设目标角速度来调节驱动电流的大小。
19.所述方法可以进一步包括：在确定启动进入状态之后，确定累积再生制动能量的超级电容器的电压大小；以及当超级电容器的电压大小大于或等于预设阈值电压时，基于超级电容器的电压大小驱动空气压缩机。
20.根据本发明的一方面，一种驱动基于燃料电池的车辆的设备包括：燃料电池组、空气压缩机、蓄电池、低电压转换器以及燃料电池控制器，所述燃料电池组包括用于产生能量的一个或更多个电池单元；所述空气压缩机向燃料电池组供应空气；所述蓄电池向空气压缩机提供电力；所述低电压转换器将电压提升到空气压缩机的驱动电压；所述燃料电池控制器确定车辆是否处于启动进入状态，当燃料电池控制器确定出车辆处于启动进入状态时确定蓄电池的开路电压，基于所述开路电压确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流，以及基于所述驱动电流驱动空气压缩机。
21.燃料电池控制器可以识别车辆的启动开启信号，并且基于启动开启信号的持续时间小于阈值时间段，识别出车辆处于启动进入状态。
22.燃料电池控制器可以响应于启动开启信号识别空气压缩机的rpm，并且当燃料电池控制器确定出空气压缩机的rpm为零时，对启动开启信号的持续时间进行计数。
23.燃料电池控制器可以配置为通过搜索查找表来确定开路电压，在所述查找表中，蓄电池的电量状态(soc)值与开路电压的大小相匹配。
24.燃料电池控制器可以减小驱动电流的大小以减小由驱动电流引起的开路电压的电压降。
25.燃料电池控制器可以将驱动电流的减小量设置为随着开路电压的大小减小而更大。
26.燃料电池控制器可以设置驱动电流，使得通过从开路电压减去由驱动电流引起的电压降而获得的大小大于或等于使蓄电池的电压提升的低电压转换器的最小输入电压。
27.燃料电池控制器可以基于驱动电流，在加速区间期间使驱动空气压缩机的叶片的电机的角速度加速，并且通过在加速区间之后调整驱动电流的大小来维持目标角速度。
28.燃料电池控制器可以检测电机的角速度，并且基于电机的角速度达到预设目标角速度来调节驱动电流的大小。
29.设备可以进一步包括：超级电容器，其配置为累积再生制动能量，并且燃料电池控制器可以配置为当确定启动进入状态之后确定超级电容器的电压大小，并且当超级电容器的电压大小大于或等于预设阈值电压时，基于超级电容器的电压驱动空气压缩机。
30.本发明的方法和设备具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
31.图1是显示根据本发明的示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的设备的示意图；
32.图2是用于描述根据本发明的示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的方法的流程图；
33.图3是用于描述根据本发明的示例性实施方案的确定启动进入状态的方法的流程图；
34.图4是示出根据电机的驱动的rpm变化的示意图；
35.图5是用于描述空气压缩机由于蓄电池的电压降而变得不可操作的现象的示意图；
36.图6是用于描述根据比较示例的蓄电池电压降的示意图；
37.图7是用于描述根据本发明的示例性实施方案的蓄电池电压降的示意图；
38.图8是用于描述根据本发明的另一示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的方法的流程图；
39.图9是示出根据本发明的示例性实施方案的计算系统的示意图。
40.可以了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
41.在附图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
42.现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例在附图中示出并描述如下。尽管将结合本发明的示例性实施方案对本发明进行描述，但是将理解，本说明书并非旨在将本发明限制为本发明的那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替代的实施方案、修改的实施方案、等同的实施方案以及其它实施方案。
43.在下文中，将参考示例性附图对本发明的各个示例性实施方案进行详细描述。在将附图标记添加到每个图的组件时，应当注意，即使在其它图上显示相同或等同的组件时，也由相同的附图标记来指定相同或等同的组件。此外，在描述本发明的示例性实施方案时，为了避免不必要地模糊本发明的要点，将排除对公知特征或功能的详细描述。
44.在描述根据本发明的示例性实施方案的示例性实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、“a”、“b”、(a)、(b)等等的术语。这些术语仅旨在将一个组件与另一组件区分开，并且这些术语并不限制构成组件的性质、顺序或次序。除非另有定义，本文中所使用全部术语(包括技术术语或科学术语)具有与本发明所属技术领域相关的技术人员所通常理解的含义相同的含义。通常使用的词典中所限定的术语应该理解为包括与相关技术领域的语境
含义等同的含义，而不应该理解为具有理想的或过于正式的含义，除非本技术中明确这样定义。
45.在下文中，将参考图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9对本发明的各个实施方案进行详细描述。
46.图1是显示根据本发明的示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的设备的示意图。
47.参考图1，根据本发明的示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的设备可以包括燃料电池控制器100、燃料电池组200、空气压缩机210、蓄电池220、低电压转换器230、电机控制器300、驱动电机310、超级电容器320和高电压转换器330。
48.燃料电池控制器100可以对应于更高级别的控制器，并且可以控制驱动装置。根据本发明的示例性实施方案的燃料电池控制器100可以调节要从蓄电池220提供给空气压缩机的驱动电流。燃料电池控制器100可以通过调节从蓄电池220提供的驱动电流来减小蓄电池220的电压降，从而防止由电压降引起的启动失败现象。燃料电池控制器100可以确定车辆是否处于启动进入状态，并调节由蓄电池220提供的驱动电流。根据本发明的示例性实施方案的燃料电池控制器100可以基于车辆处于启动进入状态来控制驱动电流，以在车辆处于启动进入状态时减小驱动电流，从而防止驱动装置的响应速度延迟。
49.在燃料电池组200中，通过燃料气体与氧气之间的电化学反应，化学能可以转换成电能。燃料电池组200可以包括一个或更多个电池单元，并且电池单元可以接收包含在燃料气体中的氢气以及空气，以引起氧化还原反应来产生电能。电池单元可以包括膜-电极组件(membrane-electrode assembly，mea)和至少一个或更多个分隔件，所述膜-电极组件由端板从其外部受到保护并氧化/还原氢气，所述至少一个或更多个分隔件向膜-电极组件供应燃料气体和空气。
50.空气压缩机210可以向燃料电池组200供应压缩的空气。为此，空气压缩机210可以包括用于使叶片旋转的电机211。
51.蓄电池220可以提供用于驱动空气压缩机210的电机211的电力。
52.低电压转换器230可以提升蓄电池220的电压并将该电压提供给电机211。当接收到大于或等于最小输入电压的电压时，低电压转换器230可以将蓄电池220的电压提升到能够驱动电机211的电压。
53.驱动电机310可以由电机控制器300操作，并通过接收来自燃料电池或超级电容器320的电力来驱动车辆。此外，驱动电机310可以向超级电容器320提供通过再生制动产生的电力。
54.当车辆制动时，超级电容器320可以通过接收由驱动电机310(作为再生制动期间的发电机操作)产生的电力来充电。充入超级电容器320中的电压可以辅助驱动电机310的输出，并且可以在启动期间被消耗以驱动空气压缩机210。
55.高电压转换器330可以将充入超级电容器320中的电压提升到驱动电机310所需的电压。
56.图2是用于描述根据本发明的示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的方法的流程图。
57.参考图2，根据本发明的示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的方法，在第
一操作s210中，燃料电池控制器100可以确定车辆是否处于启动进入状态。确定启动进入状态的操作可以是识别车辆从启动关闭状态切换到启动开启状态的时间点的操作。
58.在第二操作s220中，燃料电池控制器100可以基于车辆处于启动进入状态来确定蓄电池220向空气压缩机210提供电力的开路电压(open-circuit voltage，ocv)。蓄电池220的开路电压可以基于电量状态(在下文中，称为soc)来确定。蓄电池220的开路电压可以根据soc而变化，并且可以随着时间而减小。开路电压的大小可以预先与蓄电池220的soc值匹配，并以查找表的形式存储。下面的[表1]是示出与蓄电池220的soc值匹配的开路电压的示例的表。
[0059]
[表1]
[0060]
soc[％]ocv[v]100129011801070960850740630520410302
[0061]
燃料电池控制器100可以检测蓄电池220的soc值，并从查找表中搜索与检测到的soc对应的开路电压。
[0062]
在第三操作s230中，燃料电池控制器100可以基于开路电压确定提供给空气压缩机210的驱动电流的大小。驱动电流可以指由蓄电池220提供给空气压缩机210的电流。燃料电池控制器100可以减小驱动电流的大小，以减小由驱动电流引起的开路电压的电压降的大小。
[0063]
当由驱动电流引起的电压降的大小较大时，蓄电池220的电压可以小于低电压转换器230的最小输入电压。也就是说，当蓄电池220的电压降较大时，低电压转换器230的输出电压可以不提升到空气压缩机210所需的电压。当空气压缩机210没有接收到所需电压时，电机211可以不操作，并且利用从空气压缩机210提供的空气而操作的燃料电池组200可以不产生能量。也就是说，不能进行车辆的驱动。
[0064]
当车辆处于启动进入状态时，根据本发明的示例性实施方案的燃料电池控制器100可以通过减小驱动电流的大小来减小蓄电池220的电压降。由于蓄电池220的电压降减小，低电压转换器230可以稳定地维持空气压缩机210所需的电压。因此，车辆可以被平稳地驱动。
[0065]
下文将描述确定驱动电流的大小的更具体的方法。
[0066]
在第四操作s240中，空气压缩机210可以基于驱动电流被驱动。空气压缩机210的电机211可以基于驱动电流而旋转。
[0067]
在下文中，将在下面更详细地描述图2中所示的操作。
[0068]
图3是用于描述根据本发明的示例性实施方案的确定启动进入状态的方法的流程图。
[0069]
参考图3，在根据本发明的示例性实施方案的确定启动进入状态的方法中，在第一操作s310中，燃料电池控制器100可以识别启动开启信号。启动开启信号可以是指示车辆的引擎运行的状态的信号。作为本发明的示例性实施方案，启动开启信号可以表示为1，并且在引擎关闭的状态下的启动关闭信号可以表示为0。
[0070]
在第二操作s320中，燃料电池控制器100可以确定空气压缩机210是否正在旋转。也就是说，燃料电池控制器100可以确定空气压缩机210的rpm是否为零。空气压缩机210的rpm可以利用诸如接近传感器的传感器或编码器来识别。
[0071]
在第三操作s330和第四操作s340中，当空气压缩机不旋转时，燃料电池控制器100可以识别启动开启信号的持续时间。在启动开启信号的持续时间期间，可以利用计数器对启动开启信号进行计数，并且可以根据启动开启信号的数量来确定启动开启信号的持续时间。
[0072]
当启动开启信号的持续时间在预设阈值时间内时，燃料电池控制器100可以确定出车辆处于启动进入状态。阈值时间可以设置为几秒。
[0073]
参考图2描述的第二操作s220至第四操作s240表示利用蓄电池220驱动空气压缩机210的操作。利用蓄电池220驱动空气压缩机210的操作基于启动进入状态，从而防止了车辆行驶时驱动系统的缓慢响应。
[0074]
在车辆的引擎运行之后，启动开启信号可以维持到引擎关闭为止。相应地，当驱动电流的大小响应于启动开启信号而简单地减小时，空气压缩机210以期望角速度旋转所需的响应速度可以被减慢。当空气压缩机210的响应速度减慢时，车辆的整体行驶速度可以放慢。空气压缩机210的响应速度可以参考下面的图4描述。
[0075]
图4是示出根据电机的驱动的rpm变化的示意图。
[0076]
参考图4，当rpm为零时，空气压缩机210的电机211可以由驱动电流操作，从而增大rpm。电机211的rpm可以被示意性地划分为角速度增大直到达到目标rpm为止的加速区间和在已经达到目标rpm(rpm_t)之后维持角速度的区间。加速区间可以是从0到ta的区间。
[0077]
燃料电池控制器100可以检测电机211的rpm，并且基于已经达到预设目标rpm(rpm_t)的检测到的电机211的rpm来调节驱动电流的大小。
[0078]
电机211的扭矩可以与驱动电流的大小成比例，并且rpm可以与扭矩成比例地增大。相应地，电机211的rpm的变化率可以与驱动电流的大小成比例，并且加速区间可以根据驱动电流的大小而减小。
[0079]
在图2所示的方法中，可以减小启动进入状态下的驱动电流量，以防止不能进行驱动操作。即使在启动进入状态下车辆的驱动延迟几秒钟，驾驶员也可能不会受到影响，但是当在车辆行驶时加速器等的响应延迟时，驾驶员可能会感到极大的不便。因此，在本发明的示例性实施方案中，如图3所示，图2所示的第二操作s220之后的操作可以仅当启动开启信号在预定时间段内时才执行。
[0080]
电机211的rpm不为零的状态表示车辆被平稳驱动的状态，因此，图2所示的第二操作s220之后的操作可以不执行。
[0081]
图5是用于描述空气压缩机由于蓄电池的电压降而变得不可操作的现象的示意图。
[0082]
参考图5，低电压转换器230可以提升输入电压vin以向空气压缩机210的电机211提供输出电压vout。
[0083]
低电压转换器230的最小输出电压vout_min必须大于或等于能够驱动电机211的最小电压。由于低电压转换器230能够提升的电压的范围是根据设计规范确定的，也可以确定最小输入电压vin_min的大小，使得最小输出电压vout_min达到大于预定电压的水平。
[0084]
当低电压转换器230的输入电压vin小于最小输入电压vin_min时，电机211可能不会运行。
[0085]
低电压转换器230的输入电压vin可以对应于蓄电池220的电压，并且蓄电池220的电压可以具有通过从开路电压中减去由放电电流引起的电压降而获得的大小。
[0086]
也就是说，蓄电池220的电压可以由下面的[等式1]定义。
[0087]
[等式1]
[0088]
v＝ocv-ir
[0089]
在[等式1]中，“v”是蓄电池220的电压，ocv是蓄电池220的开路电压，“i”是蓄电池220的放电电流，“r”是蓄电池的内阻。放电电流“i”是从蓄电池220流向低电压转换器230的电流，并且可以指由低电压转换器230接收到的驱动电流。
[0090]
如[等式1]所示，蓄电池220中可能出现与放电电流和内阻成比例的电压降。由于蓄电池220的电压随着放电电流的增大而减小，当蓄电池220的电压处于特定水平时，蓄电池220的电压可以低于低电压转换器230的最小输入电压vin_min。
[0091]
在本发明的示例性实施方案中，为了防止低电压转换器230由于蓄电池220的电压降而不可操作，可以调节蓄电池220的放电电流，使得蓄电池220的电压大于或等于低电压转换器230的最小输入电压vin_min。低电压转换器230的最小输入电压vin_min可以在规范中预先设计。
[0092]
下面将描述控制蓄电池220的放电电流的示例性实施方案。
[0093]
图6和[表2]显示了根据比较示例的用于描述蓄电池电压降的模拟结果，图7和[表3]显示了根据本发明的各个示例性实施方案的用于描述蓄电池电压降的模拟结果。
[0094]
图6和图7以及[表2]和[表3]是基于蓄电池内阻为0.025(ω)和蓄电池容量为1.5(ah)的实验结果。低电压转换器230是利用具有大约8.5v的最小输入电压的转换器的结果。
[0095]
[表2]
[0096][0097]
参考图6和[表2]，从3秒到4秒的区间可以是加速区间。可以看出，在3秒的时间点处由于蓄电池220的放电电流引起的电压降，蓄电池220的电压降低到7v。也就是说，由于蓄电池220的电压低于8.5v(所述8.5v为低电压转换器230的最小输入电压vin_min)，低电压转换器可以变得不可操作，并且随后的操作程序可以被终止。也就是说，空气压缩机210可以由于低电压转换器230的不可操作而不操作，并且车辆的所有后续驱动操作可以被终止，从而导致启动失败。再次参考图6和表2，4秒后的放电电流和蓄电池电压可以指通过确定获得的示例性的值。
[0098]
在另一方面，参考图7和[表3]，下面将描述本发明的示例性实施方案。
[0099]
[表3]
[0100][0101]
根据本发明的示例性实施方案的燃料电池控制器100可以调节蓄电池220的放电电流，使得蓄电池220的电压大于或等于低电压转换器230的最小输入电压vin_min。图7和[表3]显示了蓄电池220的电压设置为9v的示例性实施方案。
[0102]
如图7和[表3]所示，可以看出，当确定的蓄电池电压为9v时，通过3秒后的加速区间中的放电电流实际测量出的蓄电池220的电压接近9v。相应地，蓄电池220的电压可以维持为大于低电压转换器230的最小输入电压vin_min的值，从而使得能够平稳地启用车辆。
[0103]
图8是用于描述根据本发明的另一示例性实施方案的驱动基于燃料电池的车辆的方法的流程图。
[0104]
参考图8，在第一操作s810中，燃料电池控制器100可以识别启动进入状态。第一操作s810可以与图2所示的第一操作s210相同。
[0105]
在第二操作s820中，燃料电池控制器100可以识别超级电容器320的电压。
[0106]
在第三步骤s830中，燃料电池控制器100可以确定超级电容器320的电压是否大于或等于预设阈值电压。阈值电压可以大于或等于能够驱动空气压缩机210的最小电压，并且可以设置在小于超级电容器320的最大电压的范围内。
[0107]
在第四操作s840中，基于超级电容器320的电压大于或等于阈值电压，燃料电池控制器100可以基于存储在超级电容器320中的电力来驱动空气压缩机210。
[0108]
在第五操作s850中，燃料电池控制器100可以基于超级电容器320的电压小于阈值电压来利用蓄电池驱动空气压缩机210。第五操作s850可以包括图2所示的第二操作s220、第三操作s230和第四操作s240。
[0109]
根据图8所示的示例性实施方案，燃料电池控制器100基于确定出超级电容器320的电压能够驱动空气压缩机210而不利用蓄电池220，然后不利用低电压转换器230来提升蓄电池220的电压。其结果是，在驱动空气压缩机210的过程中，可以防止由于蓄电池220的电压降而导致的低电压转换器230的失效。
[0110]
图9是示出根据本发明的示例性实施方案的计算系统的示意图。
[0111]
参考图9，计算系统1000可以包括经由总线1200彼此连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600和网络接口1700。
[0112]
处理器1100可以是处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令的中央处理单元(cpu)或半导体装置。处理器1100可以包括根据本发明的示例性实施方案的燃料电池控制器100。
[0113]
存储器1300和存储装置1600可以包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)。
[0114]
因此，结合本文所包括的示例性实施方案描述的方法或算法的操作可以在由处理器1100执行的硬件或软件模块中直接实现，或者在其组合中实现。软件模块可以存在于存储介质(也就是说，存储器1300和/或存储装置1600)，例如ram、闪存、rom、eprom、eeprom、寄存器、硬盘、可移动硬盘以及cd-rom。
[0115]
示例性存储介质可以联接到处理器1100，并且处理器1100可以从存储介质中读取信息并且可以在存储介质中记录信息。替选地，存储介质可以与处理器1100集成。处理器1100和存储介质可以存在于特定用途集成电路(asic)中。asic可以存在于用户终端内。在另一情况下，处理器和存储介质可以作为单独的组件存在于用户终端中。
[0116]
因此，提供了本发明的示例性实施方案以解释本发明的精神和范围，但是不限于此，使得本发明的精神和范围不受实施方案的限制。本发明的保护范围应由所附权利要求书来解释，凡与所附权利要求书等同范围内的所有技术思想均应理解为包含在本发明的范围内。
[0117]
本发明的示例性实施方案可以通过调节从蓄电池提供的驱动电流来减小蓄电池的电压降，从而防止空气压缩机的电机变得不可操作。
[0118]
此外，本发明的示例性实施方案可以基于识别出启动进入状态来调节从蓄电池提供的驱动电流，从而防止驱动装置的响应速度由于在车辆的驱动期间驱动电流降低而延迟。
[0119]
此外，可以提供通过本发明直接或间接理解的各种效果。
[0120]
此外，在说明书中包括的诸如“单元”、“模块”等的术语表示用于执行至少一个功能或者操作的单元，并且可以由硬件、软件或者它们的组合来实现。
[0121]
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背部”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧的”、“外侧的”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描
述示例性实施方案的特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词指代直接连接和间接连接两者。
[0122]
前面对本发明的预定示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的而呈现的。它们并不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教示可以进行许多修改和改变。选择示例性具体实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本公开的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种驱动基于燃料电池的车辆的方法，所述基于燃料电池的车辆包括利用从空气压缩机提供的空气产生能量的燃料电池，所述方法包括：由燃料电池控制器确定车辆是否处于启动进入状态；当燃料电池控制器确定出车辆处于启动进入状态时，由燃料电池控制器确定向空气压缩机提供电压的蓄电池的开路电压；由燃料电池控制器基于所述开路电压确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流；由燃料电池控制器基于所述驱动电流驱动空气压缩机。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定车辆是否处于启动进入状态包括：识别车辆的启动开启信号；当燃料电池控制器确定出空气压缩机的每分钟转数为零时，对启动开启信号的持续时间进行计数；当燃料电池控制器确定出启动开启信号的持续时间小于阈值时间段时，识别出车辆处于启动进入状态。3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定车辆是否处于启动进入状态进一步包括：响应于启动开启信号识别空气压缩机的每分钟转数；基于空气压缩机的每分钟转数为零来对启动开启信号的持续时间进行计数。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定向空气压缩机提供电压的蓄电池的开路电压包括：搜索查找表，在所述查找表中蓄电池的电量状态值与开路电压的大小相匹配。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流包括：减小驱动电流的大小以减小由驱动电流引起的开路电压的电压降。6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流包括：将驱动电流的减小量设置为随着开路电压的大小减小而更大。7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流包括：设置驱动电流，使得通过从开路电压减去由驱动电流引起的电压降而获得的大小大于或等于连接到蓄电池的低电压转换器的最小输入电压。8.根据权利要求1所述的方法，其中，驱动空气压缩机包括：基于驱动电流，在加速区间期间使驱动空气压缩机的叶片的电机的角速度加速；通过在加速区间之后调整驱动电流的大小来维持电机的目标角速度的水平。9.根据权利要求8所述的方法，其中，维持电机的目标角速度的水平包括：检测电机的每分钟转数；基于电机的每分钟转数达到预设目标每分钟转数来调节驱动电流的大小。10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在确定启动进入状态之后，由燃料电池控制器确定累积再生制动能量的超级电容器的电压大小；当燃料电池控制器确定出超级电容器的电压大小大于或等于预设阈值电压时，由燃料电池控制器基于超级电容器的电压大小驱动空气压缩机。11.一种驱动基于燃料电池的车辆的设备，所述设备包括：燃料电池组，其包括用于产生能量的一个或更多个电池单元；空气压缩机，其配置为向燃料电池组提供空气；
蓄电池，其电连接到所述空气压缩机并且配置为向空气压缩机提供电力；低电压转换器，其电连接到所述蓄电池并且配置为将蓄电池的电压提升到空气压缩机的驱动电压；以及燃料电池控制器，其配置为确定车辆是否处于启动进入状态，当燃料电池控制器确定出车辆处于启动进入状态时，确定蓄电池的开路电压，基于所述开路电压确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流，并基于所述驱动电流驱动空气压缩机。12.根据权利要求11所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，在确定车辆是否处于启动进入状态时，所述燃料电池控制器配置为：识别车辆的启动开启信号；当燃料电池控制器确定出启动开启信号的持续时间小于阈值时间段时，识别出车辆处于启动进入状态。13.根据权利要求12所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，所述燃料电池控制器进一步配置为：响应于启动开启信号识别空气压缩机的每分钟转数；基于空气压缩机的每分钟转数为零来对启动开启信号的持续时间进行计数。14.根据权利要求11所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，所述燃料电池控制器进一步配置为通过搜索查找表来确定开路电压，在所述查找表中蓄电池的电量状态值与开路电压的大小相匹配。15.根据权利要求11所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，在确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流时，所述燃料电池控制器配置为减小驱动电流的大小以减小由驱动电流引起的开路电压的电压降。16.根据权利要求15所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，在确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流时，所述燃料电池控制器进一步配置为将驱动电流的减小量设置为随着开路电压的大小减小而更大。17.根据权利要求16所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，所述燃料电池控制器进一步配置为设置驱动电流，使得通过从开路电压减去由驱动电流引起的电压降而获得的大小大于或等于使蓄电池的电压提升的低电压转换器的最小输入电压。18.根据权利要求11所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，所述燃料电池控制器进一步配置为：基于驱动电流，在加速区间期间使驱动空气压缩机的叶片的电机的角速度加速；将空气压缩机驱动为通过在加速区间之后调整驱动电流的大小来维持电机的角速度的水平。19.根据权利要求18所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，其中，所述燃料电池控制器进一步配置为：检测电机的每分钟转数；基于电机的每分钟转数达到预设目标每分钟转数来调节驱动电流的大小。20.根据权利要求11所述的驱动基于燃料电池的车辆的设备，进一步包括：超级电容器，其配置为累积再生制动能量，其中，所述燃料电池控制器配置为：当燃料电池控制器确定出车辆处于启动进入状态
之后，确定超级电容器的电压大小，并且当燃料电池控制器确定出超级电容器的电压大小大于或等于预设阈值电压时，基于超级电容器的电压大小驱动空气压缩机。

技术总结
本发明涉及用于驱动基于燃料电池的车辆的方法和设备，所述方法可以包括：确定车辆是否处于启动进入状态；基于车辆处于启动进入状态，确定向空气压缩机提供电压的蓄电池的开路电压；基于所述开路电压确定从蓄电池提供给空气压缩机的驱动电流；以及基于所述驱动电流驱动空气压缩机。动空气压缩机。动空气压缩机。


技术研发人员：柳泰宇
受保护的技术使用者：起亚株式会社
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/8/28