专利名称：燃料电池车和控制其运行的方法
技术领域：
本发明涉及使用燃料气体和空气产生电能并驱动转矩的燃料电池车，和用于控制燃料电池车的运行的方法。
背景技术：
通常地，车辆使用的燃料电池组是具有高输出密度的固体高分子电解质类型的燃料电池(质子交换薄膜燃料电池PEMFC)。在常规的固体高分子电解质类型的燃料电池中， 氢被供应到阳极(燃料极)且来自空气的氧被供应到阴极(空气极)。仅供应到阳极的氢的氢离子(H+)通过在电解质膜的两侧形成的电极层的催化剂选择性地穿透作为正离子交换膜的电解质膜而被传递到阴极，且同时电子穿过传导气体扩散层和分隔板传递到阴极。 穿过电解质膜供应的氢离子和穿过分隔板传递的电子与通过空气供应装置供应到阴极的空气中的氧反应以在阴极形成水。从氢离子流产生的电流形成为通过导线的电子流，且从水形成反应产生热量。电解质膜必须充分润湿以正常运行燃料电池，但由于环境空气不够潮湿以湿润该膜，则空气在供应到燃料电池前需要通过加湿器使空气变湿。另外，如果在由燃料电池的运行过程中检测到起动停止信号(starting off signal)，则必须切断供应到电池组的空气以减小电池组消耗的燃料气体并防止电池组变干。然而，在空气切断阀关闭以在空转发动机停止或起动停止条件下切断空气的情况下，由于没有旁路管线，则可能不希望地提高了供应管线的压力，这可能对包括固体高分子电解质类型的燃料电池组的车辆的性能产生负面影响。在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可以包含不形成已为本国本领域的普通技术人员所知的现有技术的信息。
发明内容
在一个方面中，本发明提供了一种可以切断供应到电池组的空气以防止电池组干燥且当发动机关闭时减小燃料消耗的燃料电池车。根据本发明的典型实施方式的燃料电池车优选地包括至少一个配置成由燃料气体产生电能的电池组、配置成将空气鼓风到电池组中的鼓风机、安装在空气供应管线上的空气切断阀、在空气切断阀和鼓风机之间分支的旁路管线(其中旁路管线的端部开放)、安装在旁路管线上的旁通阀、和在检测到空转发动机停止的关闭信号或关闭发动机的信号时关闭空气切断阀且打开旁通阀的控制部。燃料电池车可选择地包括安装在空气切断阀和电池组之间以使供应到电池组的空气润湿的加湿器。在根据本发明的燃料电池车中，如果燃料电池车处于空转停止条件，则向电池组供应空气的鼓风机停止运行，同时旁路管线开放且空气切断阀关闭，使得供应到电池组的空气被可靠地切断。用于运行燃料电池车的方法可以包括以下步骤提供至少一个用于由燃料气体产生电能的电池组、配置成将空气鼓风进入电池组的鼓风机、安装在空气供应管线上的空气切断阀、在空气切断阀和鼓风机之间分支的旁路管线、和安装在旁路管线上的旁通阀；确定燃料电池车是否关闭或者是否处于空转发动机停止条件下；且如果燃料电池车达到空转发动机停止条件或者被关闭，则停止鼓风机的运行、打开旁通阀且关闭空气切断阀，以中断向电池组供应空气。
图1是根据本发明的典型实施方式的燃料电池车的示意图。图2是根据本发明的典型实施方式的控制燃料电池车的方法的流程图。〈符号说明〉100:电池组110:加湿器120:鼓风机130:空气切断阀140 旁通阀150:旁路管线160 控制部
具体实施例方式以下将详细参照
本发明的典型实施方式。本领域中的那些技术人员认识到，上述实施方式可以以不同方式变更，所有都不偏离本发明的精神或范围。将省略用于说明本发明不必须的组件的说明，在说明书中相同的附图标记表示相同的组成元件。图1是根据本发明典型实施方式的燃料电池车的示意图。参照图1，燃料电池车包括电池组100、加湿器110、鼓风机120、空气切断阀130、旁路管线150、旁通阀140和控制部160。电池组100使用氢和氧产生电能，其中产生的电能运行电动机以使汽车开动，且鼓风机120将包括氧的空气供应到电池组100。加湿器110被设置在电池组100和鼓风机120之间形成的空气供应管线上以加湿供应到电池组100的空气。另外，空气切断阀130设置在加湿器110和鼓风机120之间，且旁路管线150在空气切断阀130和鼓风机120之间分支分出。旁路管线150的一端优选地向外部开放，且旁通阀140设置在旁路管线150的一侧上。控制部160控制电池组100、加湿器110、空气切断阀130、旁通阀140和鼓风机120，且检测来自这些各个组件的运行的信号。另外，控制部160由多个传感器检测车辆自身的驱动条件，且确定燃料电池车是否处于起动停止条件(starting off condition)(例如，车辆发动机被关闭的状态)或空转停止状态(例如，发动机在发动机的空转条件过程中被关闭的状态)。尽管可以使用其他检测配置，但可由点火钥匙的位置检测起动停止条件， 而空转停止条件可从电压(S/CAP)的大小检测到。图2是根据本发明的典型实施方式的控制燃料电池车的方法的流程图。参照图2，在步骤S200中，确定车辆是否关闭或者是否处于空转发动机停止条件。在本发明的典型实施方式中，如果S/CAP电压减小已达到空转停止范围，则可以确定车辆处于空转发动机停止条件。另外，发动机停止条件可以从点火钥匙的位置检测到。如上所述，如果燃料电池车辆达到空转发动机停止条件或者关闭，则在步骤S210 中，鼓风机120停止运转，在S220中旁通阀140打开，且在步骤S230中空气切断阀130关闭。因此，在步骤S240中快速地中断空气供应到电池组100。即使控制部停止鼓风机运转，但鼓风机通过其旋转惯性仍供应空气几秒钟。然而， 根据本发明，空气切断阀关闭且旁通阀打开使得空气可以容易地排放。即使空气切断阀没有正常地实现功能，但旁通阀也可以打开以切断供应到电池组的空气。根据本发明的典型实施方式，步骤S210、S220、S230可以是同步执行或者顺序执行，或者执行顺序可以变化。例如，顺序可以是S210- > S230- > S220、S220- > S230- > S210 或 S220- > S210- > S230。尽管结合目前认为是实际的典型实施方式说明了本发明，但可以理解本发明不限于公开的实施方式，而是相反地，本发明意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围中的多种变更形式和等同配置中。
权利要求
1.一种燃料电池车，包括配置成由燃料气体产生电能的电池组；配置成将空气鼓风到所述电池组的鼓风机；安装在所述燃料电池车的空气供应管线上的空气切断阀；在所述空气切断阀和所述鼓风机之间分支的旁路管线，其中所述旁路管线的一端部被打开；安装在所述旁路管线上的旁通阀；和在检测到空转发动机停止的关闭信号或者关闭发动机的信号时用于关闭所述空气切断阀且打开所述旁通阀的控制部。
2.如权利要求1所述的燃料电池车，还包括安装在所述空气切断阀和所述电池组之间以加湿供应到所述电池组的空气的加湿器。
3.如权利要求1所述的燃料电池车，其中通过监视S/CAP电压或者点火钥匙的位置，检测所述空转发动机停止的关闭信号或所述关闭发动机的信号。
4.一种运行燃料电池车的方法，包括以下步骤提供至少一个由燃料气体产生电能的电池组、配置成将空气鼓风到所述电池组的鼓风机、安装在空气供应管线上的空气切断阀、在所述空气切断阀和所述鼓风机之间分支的旁路管线、和安装在所述旁路管线上的旁通阀；确定所述燃料电池车是否关闭或者是否处于空转发动机停止条件；且如果所述燃料电池车达到所述空转发动机停止条件或者被关闭，则停止所述鼓风机的运行、打开所述旁通阀且关闭所述空气切断阀，以中断向所述电池组的空气供应。
全文摘要
一种燃料电池车包括由燃料气体产生电能的电池组、将空气鼓风到电池组的鼓风机、安装在空气供应管线上的空气切断阀、在空气切断阀和鼓风机之间分支的且具有开放的端部的旁路管线、安装在旁路管线上的旁通阀、和在检测到空转发动机停止的关闭信号或关闭发动机的信号时关闭空气切断阀且打开旁通阀的控制部。因此，如果燃料电池车处于空转停止条件下，则向电池组供应空气的鼓风机停止运转，同时旁路管线打开且空气切断阀关闭使供应到电池组的空气可以可靠地被切断。
文档编号B60L11/18GK102343829SQ201010565250
公开日2012年2月8日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年8月2日
发明者朴贞圭, 芮昌焕, 金贤濬 申请人:现代自动车株式会社