升压变换器的升压控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开升压变换器的升压控制方法和系统，通过其在启动燃料电池车辆时保证部件的稳定性，且通过去除例如预充电继电器的额外硬件结构来减少部件的数量。该升压控制方法包括分析升压前的电池状态，并确定正常状态；以及当电池状态正常时，处理器经由升压变换器执行第一升压模式以将总线端的电压初次升压。此外，该方法包括分析初次升压期间的状态数据，并确定总线端的异常状态；以及当总线端正常时，处理器执行第二升压模式以将总线端的电压增加到最终目标值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开升压变换器的升压控制方法和系统，通过其在启动燃料电池车辆时保证部件的稳定性，且通过去除例如预充电继电器的额外硬件结构来减少部件的数量。该升压控制方法包括分析升压前的电池状态，并确定正常状态；以及当电池状态正常时，处理器经由升压变换器执行第一升压模式以将总线端的电压初次升压。此外，该方法包括分析初次升压期间的状态数据，并确定总线端的异常状态；以及当总线端正常时，处理器执行第二升压模式以将总线端的电压增加到最终目标值。【专利说明】升压变换器的升压控制方法和系统
本专利技术涉及升压变换器的升压控制方法和系统，通过其可以在燃料电池车辆启动时保证部件的稳定性，且可以通过去除例如预充电继电器的额外硬件结构来减少部件的数量。
技术介绍
近年，燃料电池车辆包括产生电能的燃料电池组、将燃料(例如氢)供应至燃料电池组的燃料供应系统、将作为电化学反应所需的氧化剂的空气中的氧供应至燃料电池组的空气供应系统、和控制燃料电池组的操作温度的热/水管理系统。燃料电池车辆的每个系统包括由高电压(例如50V或更高)驱动的部件。例如，空气供应系统包括鼓风机且热/水管理系统包括水泵。由于高电压驱动部件(例如，鼓风机、水泵等等)不能由12V的电池电源直接驱动，因此这些部件由12V电池内升压的电力启动，然后由电池组内产生的电力操作。因此，需要DC-DC(直流)变换器作为当燃料电池启动时对12V电池升压且产生高电压以驱动高电压驱动部件的装置。为启动燃料电池车辆，在经由升压变换器使用车辆的电池电压(例如，高电压或低电压)使总线端电压升压之后，由总线端的升压电压驱动鼓风机且空气和氢供应至电池组以启动鼓风机。由于在车辆启动时初始执行总线端经由升压变换器的升压，因此确定异常状态(例如，丝线击穿、短路、部件损坏等等)，电压应当在正常状态(例如，当没有出现丝线击穿、短路、部件损坏等等时)升压且不应当在异常状态升压。将在以下描述使用低电压电池(例如，低于50V，普通车辆电池)和使用高电压电池(例如，50V或更高)来启动燃料电池车辆的例子。图2是示出根据相关技术使用低电压电池的燃料电池车辆的启动方法的示例性图。升压变换器(例如DC-DC变换器)3从与输入侧连接的低电压电池2接收电压并将电池电压升压到300V至450V，并且总线端5与升压变换器3的输出侧连接以接收300V至450V的升压电压并将升压电压施加到与总线端5连接的鼓风机4，以允许鼓风机4被驱动以启动燃料电池组I。低电压电池2是普通车辆电池且与升压变换器3连接以升压电池电压而不使用诸如预充电继电器的硬件结构。然而，当在总线端5中出现问题时，在电池电压升压时升压变换器3可能永久损坏。图3是示出根据相关技术使用高电压电池的启动方法的示例性图。由于总线端5可能由于突然施加高电压时总线端5的高电压与初始电压(OV)之间的电压差而损坏，因此预充电继电器15连接在总线端5与高电压电池12之间，以将总线端的电压初次升压至电池电压，将总线端5的电压升压到300V至450V，并驱动鼓风机4以启动燃料电池组I。然后，可以通过连接预充电继电器15并识别电流、电压和到初次升压的时间来确定总线端5的异常状态，并且当总线端5正常时使用升压变换器13执行额外的升压，且当总线端5异常时不执行额外的升压。然而，当额外使用诸如预充电继电器15的硬件时，制造成本因部件数量的增加而增加且诸如继电器击穿的危险因素增加。
技术实现思路
本专利技术提供升压变换器的升压控制方法和系统，其中通过允许升压变换器检测软件算法内的预充电功能而不使用额外的硬件结构，可以在启动燃料电池车辆时保证部件的安全性，可以减少部件的数量，可以降低制造成本，且可以减少潜在的击穿可能性。根据本专利技术的一方面，升压变换器的升压控制方法可以包括:分析升压前的电池状态，并确定正常状态；当电池状态正常时(例如，无故障发生)，通过升压变换器进行第一升压模式以将总线端的电压初次升压；分析初次升压期间的状态数据，并确定总线端的异常状态，其中总线端的电压可以增加；以及当总线端正常时，进行第二升压模式以将总线端的电压增加到最终目标电压，其中通过软件算法执行升压变换器的预充电功能而不使用额外的硬件结构来启动燃料电池。在本专利技术的一个实施方式中，可以按照VB+(VT-VB) X (0.1?0.2)来执行初次升压，其中Vb是升压前的电压且Vt是目标升压电压。在本专利技术的另一个实施方式中，可以通过分析初次升压期间流经总线端的电流量、初次升压期间目标电压的达到、和初次升压时间来确定总线端的异常状态。此外，当在确定升压前的电池的异常状态的过种中电池状态异常时，可以重新启动车辆。在本专利技术的又一个实施方式中，当在确定总线端的异常状态的过程中三个条件中的任意一个不满足时，可以停止总线端的升压且可以重新启动车辆。根据本专利技术的升压变换器的升压控制方法和系统的优点如下。首先，根据本专利技术，通过当使用总线端的升压来启动燃料电池车辆时在升压变换器中以算法执行预充电功能，当使用低电压电池启动燃料电池车辆时初次升压期间确定总线端的异常状态之后总线端被确定为异常时，可以不执行二次升压，从而防止对升压变换器的永久损坏而不使用额外的硬件结构。第二，当使用高电压电池启动燃料电池时，由于硬件预充电继电器的去除，可以降低制造成本，可以减少部件的数量，且可以减少击穿危险因素。【专利附图】【附图说明】现在将参考附图图示的本专利技术的某些示例性实施方式来详细地描述本专利技术的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本专利技术的限制，其中:图1是示出根据本专利技术示例性实施方式的升压变换器的升压控制方法的示意性流程图；图2是示出根据相关技术使用低电压电池的燃料电池车辆的启动方法的示例性图；且图3是示出根据相关技术使用高电压电池的燃料电池车辆的启动方法的示例性图。应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本专利技术基本原理的各种示例性特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本专利技术的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本专利技术的相同或等同部件。【具体实施方式】应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。另外，应当理解的是术语控制器表示包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置为存储模块且处理器具体配置为执行所述模块以执行一个或多个以下进一步描述的处理。此外，本专利技术的控制逻辑可实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机系统中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分散的方式存储并且执行计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压变换器的升压控制方法，包括：通过处理器分析升压前的电池状态，并确定正常状态；当所述电池状态被确定为正常时，通过所述处理器经由所述升压变换器执行第一升压模式以将总线端的电压初次升压；通过所述处理器分析初次升压期间的状态数据，并确定所述总线端的异常状态；以及当所述总线端正常时，通过所述处理器执行第二升压模式以将所述总线端的电压增加到最终目标值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：闵丙昊，李在文，姜昊成，金志泰，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR