用于在燃料电池系统中降低电池过度消耗的系统和方法技术方案

本公开涉及用于降低燃料电池系统中的电池过度消耗的系统和方法。一种用于降低车辆中的功率的过度消耗的系统包括动力源，所述动力源包括具有充电状态(SOC)的电池，以及生成电的燃料电池堆。所述系统还包括耦合到所述动力源并且被设计来接收与所请求的来自所述动力源的功率量对应的功率请求的电子控制单元(ECU)。所述ECU还被设计来确定与由所述燃料电池堆生成的电的量对应的燃料电池功率量来实现所请求的功率量。所述ECU还被设计来在与从所述动力源汲取的总功率量对应的当前功率消耗大于所述功率请求时确定过度消耗事件。所述ECU还被设计来响应于确定所述过度消耗事件，增加所述燃料电池功率量。增加所述燃料电池功率量。增加所述燃料电池功率量。

【技术实现步骤摘要】
用于在燃料电池系统中降低电池过度消耗的系统和方法


[0001]本公开涉及用于降低从车辆的电池过度汲取功率的可能性的系统和方法，电池和燃料电池堆与附加的车辆部件分开提供。

技术介绍

[0002]由于不断变化的法规和激励措施，许多车辆已经脱离使用化石燃料而转向使用电功率(electrical power)。这些车辆可以包括将电能转换成扭矩的电机
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发电机。这些车辆可以使用电池来存储电功率，以及使用燃料电池电路来生成附加的电功率。一些制造商一直处于这种电功率变革的前沿并且可以制造包括作为动力源(power source)一起操作的燃料电池电路和电池的动力源。
[0003]其它制造商可以在车辆的其它领域拥有专业知识，诸如在发动机、底盘或车身设计等方面。在这方面，电源(electrical power source)可以作为原始装备制造商(OEM)部分提供给现有车辆。这种集成会带来挑战，诸如车辆的电子控制单元(ECU)与被设计为控制动力源的ECU之间的错误通信。动力源的部件可以因这种错误通信而经历不期望的结果，诸如车辆汲取比其请求更多的电功率，因此造成电池的充电状态(SOC)降到或低于预定的最小SOC阈值。请求的功率与实际汲取的功率之间的这种不匹配会进一步使SOC变得足够低以至于不能正常操作。
[0004]因此，本领域需要用于以克服这些错误通信的挑战的方式来控制电源的系统和方法，以为单独的车辆部件生成功率。

技术实现思路

[0005]本文描述了一种用于降低从车辆动力源过度消耗功率的系统。所述系统包括动力源，所述动力源包括：被配置为存储能量并且具有充电状态(SOC)的电池，以及燃料电池堆，被配置为生成以下中的至少一种电：要被电机利用的电或要被存储在所述电池中的电。所述系统还包括耦合到所述动力源的动力源电子控制单元(ECU)。动力源ECU被设计为接收与所请求的来自所述动力源的功率量对应的功率请求。动力源ECU还被设计为确定与由所述燃料电池堆生成的电的量对应的燃料电池功率量以实现所请求的功率量。动力源ECU还被设计为在与从所述动力源汲取的总功率量对应的当前功率消耗大于所述功率请求时，确定过度消耗事件。动力源ECU还被设计为响应于确定所述过度消耗事件，增加所述燃料电池功率量。
[0006]还描述了一种用于降低从车辆动力源过度消耗功率的系统。所述系统包括被配置为将电转换为机械动力的电机。所述系统还包括动力源，所述动力源包括：被配置为存储能量并且具有充电状态(SOC)的电池，以及燃料电池堆，被配置为生成以下中的至少一种电：要被所述电机利用或要被存储在所述电池中的电。所述系统还包括车辆电子控制单元(ECU)，耦合到所述电机并且被配置为控制所述电机的操作并且生成与所请求的来自所述动力源的功率量对应的功率请求。所述系统还包括动力源ECU，耦合到所述动力源和车辆
ECU。动力源ECU被设计为接收来自车辆ECU的功率请求。动力源ECU还被设计为确定与由所述燃料电池堆生成的电的量对应的燃料电池功率量来实现所请求的功率量。动力源ECU还被设计为在与从所述动力源汲取的总功率量对应的当前功率消耗大于所述功率请求时，确定过度消耗事件，以及响应于确定所述过度消耗事件，增加所述燃料电池功率量。
[0007]还描述了一种降低从车辆动力源过度消耗功率的方法。所述方法包括在电池中存储能量。所述方法还包括由燃料电池堆生成以下中的至少一种电：要被电机利用的电或要被存储在所述电池中的电，所述电池和所述燃料电池堆一起作为动力源。所述方法还包括由动力源电子控制单元(ECU)接收与所请求的来自所述动力源的功率量对应的功率请求。所述方法还包括由动力源ECU确定与由所述燃料电池堆生成的电的量对应的燃料电池功率量以实现所请求的功率量。所述方法还包括在与从所述动力源汲取的总功率量对应的当前功率消耗大于所述功率请求时，由动力源ECU确定过度消耗事件。所述方法还包括响应于确定所述过度消耗事件，由动力源ECU增加所述燃料电池功率量。
附图说明
[0008]本专利技术的其它系统、方法、特征和优点对于本领域普通技术人员来说在检查以下附图和详细描述后将变得显而易见。旨在将所有此类附加系统、方法、特征和优点包括在本描述内，落入本专利技术的范围内并受所附权利要求的保护。附图中所示的组成部分不一定是按比例绘制的，并且可以被夸大以更好地说明本专利技术的重要特征。在附图中，相同的附图标记贯穿不同视图表示相似的部分，其中：
[0009]图1是示出具有根据本专利技术实施例的用于降低功率过度汲取和功率过度消耗的系统的车辆的框图；
[0010]图2是示出根据本专利技术实施例的图1的系统的附加特征的框图；
[0011]图3是示出缺少根据本专利技术实施例的图1的系统的车辆中的功率过度消耗的图表；
[0012]图4A和图4B是示出根据本专利技术实施例的用于降低车辆中的功率过度消耗的方法的流程图；
[0013]图5A是示出根据本专利技术实施例的图4A和图4B的方法的逻辑功能的逻辑图；
[0014]图5B是示出根据本专利技术实施例的图4A和图4B的方法如何降低功率过度消耗的可能性的图表；
[0015]图6是示出缺少根据本专利技术实施例的图1的系统的车辆中的功率过度汲取的图表；
[0016]图7A和图7B是示出根据本专利技术实施例的用于降低车辆中的功率过度汲取的方法的流程图；
[0017]图8A是示出根据本专利技术实施例的图7A和图7B的方法的逻辑功能的逻辑图；以及
[0018]图8B是示出根据本专利技术实施例的图7A和图7B的方法如何降低功率过度汲取的可能性的图表。
具体实施方式
[0019]本公开描述了一种用于降低从车辆动力源过度消耗功率的可能性的系统和方法。该系统提供许多好处和优点，诸如降低电池的充电状态(SOC)达到或降至低于最小SOC阈值的可能性。进而，这有利地允许电池保持可用于补充由燃料电池电路生成的功率，从而确保
补充功率在需要时保持可用。该系统提供附加的好处，即基于所汲取的系统功率的直接测量或通过将所汲取的总系统功率计算作为系统内所有燃料电池和电池的总和来确定过度消耗事件。该系统可以有利地在动力源与其他车辆部件分开提供从而使动力源与附加车辆部件之间的错误通信成为现实的车辆中提供这些好处。
[0020]示例性系统包括具有电池和燃料电池电路的动力源。该系统还包括动力源ECU。动力源ECU接收指示将由动力源提供的功率量的功率请求。动力源ECU还确定指示燃料电池为实现功率请求而生成的电的量的燃料电池功率量。在当前功率消耗大于功率请求时，动力源ECU确定过度消耗事件。响应于确定过度消耗事件，电源ECU控制燃料电池来增加其功率生成，从而防止这种附加的功率从电池中流出。
[0021]转向图1，车辆100可以包括用于降低电功率的过度消耗并用于降低电功率的过度汲取的可能性的系统101。车辆100(或系统101)可以包括车辆ECU 102、动力源ECU103、存储器104、扭矩源106、动力源107和主体10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于降低从车辆动力源过度消耗功率的系统，所述系统包括：动力源，所述动力源包括：电池，被配置为存储能量并且具有充电状态SOC，以及燃料电池堆，被配置为生成以下中的至少一种电：要被电机利用的电或要被存储在所述电池中的电；以及动力源电子控制单元ECU，耦合到所述动力源并且被配置为：接收与所请求的来自所述动力源的功率量对应的功率请求，确定与由所述燃料电池堆生成的电的量对应的燃料电池功率量以实现所请求的功率量，在与从所述动力源汲取的总功率量对应的当前功率消耗大于所述功率请求时，确定过度消耗事件，以及响应于确定所述过度消耗事件，增加所述燃料电池功率量。2.根据权利要求1所述的系统，其中，动力源ECU还被配置为迭代地增加所述燃料电池功率量直到所述燃料电池功率量等于所述当前功率消耗。3.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述当前功率消耗大于所述功率请求时，所述电池被配置为输出补充所述燃料电池功率量的补充功率以使所述动力源满足所述当前功率消耗。4.根据权利要求3所述的系统，其中，动力源ECU还被配置为响应于所述电池的SOC减少，确定所述过度消耗事件。5.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为检测与从所述动力源汲取的总功率量对应的功率数据的至少一个传感器，其中动力源ECU还被配置为通过将所检测到的功率数据与所述功率请求进行比较来确定所述过度消耗事件。6.根据权利要求1所述的系统，其中，动力源ECU还被配置为：确定电池功率输出量；通过将所述电池功率输出量加到所述燃料电池功率量来确定从所述动力源汲取的总计算功率；以及通过将所述总计算功率与所述功率请求进行比较来确定所述过度消耗事件。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为在与所述系统分开制造的车辆中实现，使得动力源ECU被配置为与控制所述车辆的电机的操作的车辆ECU通信并且接收来自所述车辆ECU的功率请求。8.根据权利要求1所述的系统，其中，响应于确定所述过度消耗事件增加所述燃料电池功率量降低了所述电池的SOC达到或降至低于下限SOC阈值的可能性。9.根据权利要求1所述的系统，其中，动力源ECU还被配置为使所述燃料电池堆输出所述燃料电池功率量。10.一种用于降低从车辆动力源过度消耗功率的系统，所述系统包括：电机，被配置为将电转换为机械动力；动力源，所述动力源包括：电池，被配置为存储能量并且具有充电状态SOC，以及燃料电池堆，被配置为生成以下中的至少一种电：要被所述电机利用的电或要被存储
在所述电池中的电；车辆电子控制单元ECU，耦合到所述电机并且被配置为控制所述电机的操作并且生成与所请求的来自所述动力源的功率量对应的功率请求；以及动力源ECU，耦合到所述动力源和所述车辆ECU，并且被配置为：接收来自所述车辆ECU的功率请求，确定与由所述燃料电池堆生成的电的量对应的燃料电池功率量以实现所请求的功率量，在与从所述动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：丰田自动车工程及制造北美公司，
类型：发明
国别省市：