氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法与流程

1.本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法。


背景技术：

2.近年来，由于全球能源需求的持续增长和化石燃料资源储备日益下降，并且环境安全问题逐渐凸显，使得建立一种清洁和可持续发展的能源系统成为大家的迫切需求。氢能来源广泛、使用清洁而且可再生，是理想的传统化石燃料的替代能源。燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置，具有能量转换效率高、清洁环保等优点，氢燃料电池汽车因为其零污染、续航里程长、加氢时间短的特点，已成为新能源汽车发展的重要方向。
3.对于氢燃料电池汽车，因其质子交换膜电堆反应的特性，在工作过程中会产生水，在停止运行后其内部会有部分水分残留，如果这些残留的水分长期存储或者低温存储，将对燃料电池的质子交换膜、催化剂等造成不可逆的损伤，所以在燃料电池系统停机后需要及时将这些残留的水分吹扫干净，使燃料电池系统内部湿度不会太高。当前，对于燃料电池的下单吹扫，所采用的方案是通过整车控制器、仪表及供电继电器对燃料电池系统控制器的低压供电进行控制，执行下电吹扫工作，当下电吹扫完成后，供电继电器断开，整车完成下电。
4.但是，由于应用于中重卡的燃料电池系统的功率较大，吹扫过程中参与的辅助附件如风扇、水泵、空压机、氢循环泵等功耗较大，供电方式由低压供电改为高压供电。因此在吹扫过程中，不仅需要整车低压不断电，还需要整车高压不断电，现有的下电吹扫控制策略及原理设计，显然已不能满足中重卡的吹扫功能需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法，能够有效提高氢燃料电池可靠性，同时可以有效的减少等待吹扫完成时间。
6.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：
7.当燃料电池的吹扫前置条件满足时，燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令；
8.整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫；
9.基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号；
10.整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态。
11.在上述技术方案的基础上，当整车钥匙开关断开时，所述吹扫前置条件满足。
12.在上述技术方案的基础上，
13.所述整车吹扫执行系统包括具备休眠功能部件、不具备休眠功能部件、与所述具备休眠功能部件相连的唤醒继电器，以及与所述不具备休眠功能部件相连的供电继电器；
14.所述唤醒继电器和供电继电器均与整车的24v蓄电池相连，且所述整车控制器与唤醒继电器和供电继电器均相连，以控制唤醒继电器和供电继电器的断开或闭合。
15.在上述技术方案的基础上，
16.所述具备休眠功能部件包括燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms；
17.所述不具备休眠功能部件包括bop冷却风扇和bop冷却水泵。
18.在上述技术方案的基础上，所述整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫，具体步骤包括：
19.整车控制器接收燃料电池系统控制器发出的吹扫执行指令；
20.整车控制器向唤醒继电器和供电继电器发出控制信号，以使唤醒继电器和供电继电器保持闭合状态；
21.整车控制器向五合一控制器和bms发出控制信号，以使燃料电池的高压配电回路闭合；
22.整车控制器向高压dc/dc总成、bop冷却风扇和bop冷却水泵发出控制信号，以使燃料电池的辅助系统的冷却功能运行正常；
23.整车控制器发出控制信号，控制bop冷却风扇和bop冷却水泵工作，以进行燃料电池的下电吹扫工作。
24.在上述技术方案的基础上，所述整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态，具体步骤包括：
25.整车控制器接收燃料电池系统控制器反馈的状态信号；
26.经过预设时间的延时，整车控制器向高压dc/dc总成、bop冷却风扇和bop冷却水泵发出控制信号，以使燃料电池的辅助系统的冷却功能停止工作；
27.整车控制器向五合一控制器和bms发出控制信号，以使燃料电池的高压配电回路断开；
28.整车控制器向唤醒继电器和供电继电器发出控制信号，以使唤醒继电器和供电继电器断开；
29.燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms进入休眠状态，bop冷却风扇和bop冷却水泵进入断电状态；
30.整车进行高低压下电，并待高低压下电完成后，整车控制器进入休眠状态。
31.在上述技术方案的基础上，所述整车控制器与燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成、bms、bop冷却风扇和bop冷却水泵之间通过can信息进行交互。
32.在上述技术方案的基础上，
33.所述整车控制器的输出端与唤醒继电器和供电继电器的输入端相连；
34.所述唤醒继电器与燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms的唤醒/休眠管脚相连；
35.所述供电继电器与bop冷却风扇和bop冷却水泵的供电管脚相连。
36.在上述技术方案的基础上，
37.所述整车控制器还与整车的仪表电性连接；
38.当整车控制器收到燃料电池系统控制器发出的吹扫执行指令后，控制仪表进行停车吹扫显示提示；
39.所述燃料电池系统控制器还用于反馈状态信号给仪表，以使仪表进行停车吹扫完成显示提示，然后经过设定时间延时后仪表进入休眠状态。
40.在上述技术方案的基础上，
41.所述整车控制器还与整车的碰撞传感器、加氢舱门信号传感器和充电枪插入信号传感器相连；
42.当检测到车辆发生碰撞、加氢舱门打开或充电枪插入时，整车控制器终止燃料电池的吹扫动作。
43.与现有技术相比，本发明的优点在于：当燃料电池的吹扫前置条件满足时，燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令，然后整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫，然后基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号，最后整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态，能够有效提高氢燃料电池可靠性，在延长燃料电池使用寿命以及降低整车功耗方面，具有非常重要的作用，同时可以有效的减少等待吹扫完成时间。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明实施例中一种氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法的流程图；
46.图2为本发明实施例中用于执行燃料电池系统吹扫的硬件结构示意图。
具体实施方式
47.本发明实施例提供一种氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法，当燃料电池的吹扫前置条件满足时，燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令，然后整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫，然后基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号，最后整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态，能够有效提高氢燃料电池可靠性，在延长燃料电池使用寿命以及降低整车功耗方面，具有非常重要的作用，同时可以有效的减少等待吹扫完成时间。
48.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
49.参见图1所示，本发明实施例提供的一种氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法，具体包括以下步骤：
50.s1：当燃料电池的吹扫前置条件满足时，燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令。本发明实施例中，当整车钥匙开关断开时，吹扫前置条件满足。
51.即当驾驶员断开钥匙开关，整车控制器收到高低压下电信号，同时执行正常的下电流程后，此时需要进行对燃料电池的吹扫动作，即燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令。
52.s2：整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫；
53.参见图2所示，整车吹扫执行系统包括具备休眠功能部件、不具备休眠功能部件、与具备休眠功能部件相连的唤醒继电器，以及与不具备休眠功能部件相连的供电继电器。具备休眠功能部件包括燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc(在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置)总成和bms(battery management system，电池管理系统)；不具备休眠功能部件包括bop(balance of plant，辅助系统)冷却风扇和bop冷却水泵。
54.唤醒继电器和供电继电器均与整车的24v蓄电池相连，且所述整车控制器与唤醒继电器和供电继电器均相连，以控制唤醒继电器和供电继电器的断开或闭合。当唤醒继电器闭合后，24v蓄电池对燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms进行供电；当供电继电器闭合后，24v蓄电池对bop冷却风扇和bop冷却水泵进行供电。
55.s3：基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号；
56.s4：整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态。即当吹扫完成后，燃料电池系统控制器向整车控制器发送用以表示吹扫完成的反馈状态信号，整车控制器接收到燃料电池系统控制器发送的反馈状态信号后，完成高压回路断电，然后控制整车吹扫执行系统休眠或断电状态，之后自身进入休眠状态。
57.燃料电池吹扫的时间受环境温度的影响，吹扫的时间也不同，在十几秒到十几分钟不等。燃料电池在进行吹扫时，需要整车的多个系统参与配合，包括动力电池系统、五合一控制器总成、电堆冷却系统、燃料电池bop冷却系统、车载氢系统、低压供电系统等。
58.本发明实施例中，整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫，具体步骤包括：
59.s201：整车控制器接收燃料电池系统控制器发出的吹扫执行指令；
60.s202：整车控制器向唤醒继电器和供电继电器发出控制信号，以使唤醒继电器和供电继电器保持闭合状态；即整车控制器通过向唤醒继电器和供电继电器发出控制信号，从而控制唤醒继电器和供电继电器闭合。
61.s203：整车控制器向五合一控制器和bms发出控制信号，以使燃料电池的高压配电回路闭合；即整车控制器通过向五合一控制器和bms发出控制信号，从而控制燃料电池的高压配电回路闭合。
62.s204：整车控制器向高压dc/dc总成、bop冷却风扇和bop冷却水泵发出控制信号，以使燃料电池的辅助系统的冷却功能运行正常；
63.s205：整车控制器发出控制信号，控制bop冷却风扇和bop冷却水泵工作，以进行燃料电池的下电吹扫工作。
64.本发明实施例中，整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态，具体步骤包括：
65.s401：整车控制器接收燃料电池系统控制器反馈的状态信号；
66.s402：经过预设时间的延时，整车控制器向高压dc/dc总成、bop冷却风扇和bop冷却水泵发出控制信号，以使燃料电池的辅助系统的冷却功能停止工作；
67.s403：整车控制器向五合一控制器和bms发出控制信号，以使燃料电池的高压配电回路断开；
68.s404：整车控制器向唤醒继电器和供电继电器发出控制信号，以使唤醒继电器和供电继电器断开；
69.s405：燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms进入休眠状态，bop冷却风扇和bop冷却水泵进入断电状态；
70.s406：整车进行高低压下电，并待高低压下电完成后，整车控制器进入休眠状态。
71.本发明实施例中，整车控制器与燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成、bms、bop冷却风扇和bop冷却水泵之间通过can(controller area network，控制器局域网络)信息进行交互。整车控制器的输出端与唤醒继电器和供电继电器的输入端相连；唤醒继电器与燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms的唤醒/休眠管脚相连；供电继电器与bop冷却风扇和bop冷却水泵的供电管脚相连。
72.本发明实施例中，整车控制器还与整车的仪表电性连接；当整车控制器收到燃料电池系统控制器发出的吹扫执行指令后，控制仪表进行停车吹扫显示提示；燃料电池系统控制器还用于反馈状态信号给仪表，以使仪表进行停车吹扫完成显示提示，然后经过设定时间延时后仪表进入休眠状态。燃料电池系统控制器与仪表之间通过can信息进行交互。
73.本发明实施例中，整车控制器还与整车的碰撞传感器、加氢舱门信号传感器和充电枪插入信号传感器相连；当检测到车辆发生碰撞、加氢舱门打开或充电枪插入时，整车控制器终止燃料电池的吹扫动作。即基于碰撞传感器实现车辆是否发生碰撞的检测，基于加氢舱门信号传感器实现加氢舱门是否打开的检测，基于充电枪插入信号传感器实现充电枪是否插入的检测。即在不影响安全的前提下，为保证燃料电池系统寿命优先完成吹扫。
74.本发明的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法，基于燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成、bms、bop冷却风扇、bop冷却水泵、唤醒继电器、供电继电器、整车控制器和24v蓄电池实现。
75.在唤醒继电器回路，对于具备休眠功能部件，整车控制器通过唤醒继电器控制具备休眠功能部件进入休眠或唤醒状态，具备休眠功能部件包括燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms，整车控制器通过can总线信号实现掌握各具备休眠功能部件的状态。
76.在供电继电器回路，对于不具备休眠功能部件，整车控制器通过供电继电器控制
各具备休眠功能部件的供电，不具备休眠功能部件包括bop冷却风扇和bop冷却水泵。同时，整车控制器通过硬线信号实时掌握各不具备休眠功能部件的工作状态。
77.吹扫过程中整车参与配合的多个系统或总成，对于具备休眠功能的部件，整车控制器通过唤醒继电器以及各信号反馈的状态情况，控制各具备休眠功能部件进入休眠或者唤醒状态；吹扫过程中整车参与配合的多个系统或总成，对于不具备休眠功能的部件，整车控制器通过供电继电器以及各信号反馈的状态情况，控制各不具备休眠功能部件的供电。
78.本发明实施例的燃料电池系统吹扫延迟下电控制方法，当燃料电池的吹扫前置条件满足时，燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令，然后整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫，然后基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号，最后整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态，能够有效提高氢燃料电池可靠性，在延长燃料电池使用寿命以及降低整车功耗方面，具有非常重要的作用，同时可以有效的减少等待吹扫完成时间。
79.在一种可能的实时方式中，本发明实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
80.当燃料电池的吹扫前置条件满足时，燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令；
81.整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫；
82.基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号；
83.整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态。
84.本发明实施例中，整车吹扫执行系统包括具备休眠功能部件、不具备休眠功能部件、与所述具备休眠功能部件相连的唤醒继电器，以及与所述不具备休眠功能部件相连的供电继电器；唤醒继电器和供电继电器均与整车的24v蓄电池相连，且所述整车控制器与唤醒继电器和供电继电器均相连，以控制唤醒继电器和供电继电器的断开或闭合。具备休眠功能部件包括燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms；不具备休眠功能部件包括bop冷却风扇和bop冷却水泵。
85.本发明实施例中，整车控制器与燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成、bms、bop冷却风扇和bop冷却水泵之间通过can信息进行交互。整车控制器的输出端与唤醒继电器和供电继电器的输入端相连；唤醒继电器与燃料电池系统控制器、氢系统控制器、五合一控制器、高压dc/dc总成和bms的唤醒/休眠管脚相连；供电继电器与bop冷却风扇和bop冷却水泵的供电管脚相连。
86.存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器
(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
87.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
88.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
89.进一步的，本发明实施例还提供一种氢燃料中重卡的燃料电池系统吹扫延迟下电控制系统，包括：
90.指令发送模块，其用于当燃料电池的吹扫前置条件满足时，驱使燃料电池系统控制器向整车控制器发出吹扫执行指令；
91.吹扫执行模块，其用于驱使整车控制器基于所述吹扫执行指令，控制整车吹扫执行系统工作以实现燃料电池的吹扫；
92.信号发送模块，其用于基于吹扫执行状态，并待吹扫完成后驱使燃料电池系统控制器向整车控制器反馈状态信号；
93.吹扫结束模块，其用于驱使整车控制器基于所述状态信号，控制整车吹扫执行系统休眠或断电，然后自身进入休眠状态。
94.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
95.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那
些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
96.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。