包括各種船只和船舶的水運(yùn)工具、飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、插入式混合電動(dòng)車、氫動(dòng)力車、燃料電池車輛和其它代用燃料車(例如，來(lái)源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動(dòng)力車是具有兩種或多種動(dòng)力源的車輛，例如，具有汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。
[0028]此外，應(yīng)該理解下述方法由至少一個(gè)控制器執(zhí)行。術(shù)語(yǔ)“控制器”是指包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件裝置，該處理器配置為執(zhí)行應(yīng)釋為其算法結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)步驟。該存儲(chǔ)器配置為存儲(chǔ)上述算法步驟，而處理器具體配置為執(zhí)行上述算法步驟，以便執(zhí)行下面進(jìn)一步描述的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程。
[0029]此外，本發(fā)明的控制邏輯也可具體化為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括但不限于ROM、RAM、CD-ROM (只讀光盤(pán)),磁帶、軟盤(pán)、閃盤(pán)(flash drive)、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可分布在連接網(wǎng)絡(luò)(network coupled)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，以便例如通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN Controller AreaNetwork)以分布形式存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0030]圖1是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛中的部件的電連接狀態(tài)100的示意圖。如圖1所示，使用燃料電池(fuel cell)和電池(battery)(例如，高電壓電池20)作為動(dòng)力源的燃料電池車輛可以包括:燃料電池10，配置為用作主動(dòng)力源并向車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)動(dòng)力；總線終端(bus terminal) 16，配置為將燃料電池10和高電壓電池20與第一逆變器42、鼓風(fēng)機(jī)30等連接；高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器22，配置為從燃料電池10接收動(dòng)力；高電壓電池20，配置為接收由高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器22降低的電壓；和鼓風(fēng)機(jī)30，配置為包括第二逆變器32、電動(dòng)機(jī)34、和鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇36。第一逆變器42配置為轉(zhuǎn)換電力，以便驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)40等。
[0031]具體而言，燃料電池10和高電壓電池20通過(guò)總線終端16并聯(lián)連接到負(fù)載，例如第一逆變器42和電動(dòng)機(jī)40，并且也并聯(lián)連接到鼓風(fēng)機(jī)30。連接到高電壓電池20的高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器24連接到燃料電池10的輸出側(cè)的總線終端16，以便控制輸出到總線終端16的輸出電壓，從而控制燃料電池10的輸出和高電壓電池20的輸出。
[0032]第一逆變器42對(duì)從燃料電池10或高電壓電池20供應(yīng)的電源進(jìn)行相變(phase-change),并將相變后的電源供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)40,從而使電動(dòng)機(jī)40旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)40的驅(qū)動(dòng)配置為包括:僅使用燃料電池10的輸出的燃料電池模式、僅使用高電壓電池20的輸出的EV模式、和同時(shí)使用燃料電池10和高電壓電池20的輸出的混合動(dòng)力模式。
[0033]燃料電池10和高電壓電池20的輸出側(cè)連接到鼓風(fēng)機(jī)30的輸入側(cè)并連接到第二逆變器32作為用于旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)30的電動(dòng)機(jī)34的功率模塊，鼓風(fēng)機(jī)30的電動(dòng)機(jī)34經(jīng)驅(qū)動(dòng)使鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇36旋轉(zhuǎn)，使得空氣可以供應(yīng)到燃料電池10。
[0034]圖2是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛的空氣供應(yīng)控制的流程的示意圖。參考圖1和圖2，燃料電池車輛200中的車輛控制器(未示出)可以通過(guò)輸入單元220接收來(lái)自諸如制動(dòng)器等制動(dòng)裝置202的制動(dòng)信號(hào)、來(lái)自駕駛者為了加速而踩踏的加速踏板204的加速信號(hào)，來(lái)自車速傳感器(未示出)的燃料電池車輛的當(dāng)前行駛速度206的信號(hào)、來(lái)自燃料電池10的燃料電池功率208的信號(hào)、和來(lái)自高電壓電池20的功率210的信號(hào)。車輛控制器可以基于接收信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)40的驅(qū)動(dòng)、鼓風(fēng)機(jī)30的空氣供應(yīng)量等等。
[0035]具體而言，驅(qū)動(dòng)扭矩230可以根據(jù)駕駛者的加速請(qǐng)求，即，加速踏板被駕駛者踩踏的量而計(jì)算，可用功率240可以基于燃料電池10的當(dāng)前可用功率208和從高電壓電池20放出的功率210而計(jì)算。而且，在基于高電壓電池20的功率210的信號(hào)的荷電狀態(tài)(S0C:State OfCharge)保持控制邏輯中，可以計(jì)算高電壓電池20的充電所需的充電需求功率260。更具體而言，充電需求功率260可以基于高電壓電池20的目標(biāo)SOC與當(dāng)前SOC之差，即目標(biāo)充電量與當(dāng)前充電量之差而計(jì)算。
[0036]車輛控制器可以基于計(jì)算得到的可用功率240和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)40所需的功率，計(jì)算驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)40的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需求功率250。具體而言，車輛控制器可以通過(guò)對(duì)基于計(jì)算得到的可用功率240計(jì)算的可用限制扭矩242和根據(jù)加速踏板204的運(yùn)動(dòng)計(jì)算的驅(qū)動(dòng)扭矩230求和，獲得最終扭矩值232，并且可以基于計(jì)算得到的最終扭矩值232計(jì)算電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需求功率250。這樣，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)40可以基于計(jì)算得到的最終扭矩值232驅(qū)動(dòng)。
[0037]此外，燃料電池10中所需的電池堆需求功率270可以基于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需求功率250和充電需求功率260計(jì)算。車輛控制器可以根據(jù)計(jì)算得到的電池堆需求功率270執(zhí)行空氣流量控制280。這樣做時(shí)，空氣流量控制280可以通過(guò)改變鼓風(fēng)機(jī)30的電動(dòng)機(jī)34的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制而執(zhí)行。S卩，電池堆需求功率270可以是通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需求功率250和充電需求功率260求和獲得的值，車輛控制器可以基于電池堆需求功率270計(jì)算燃料電池10中所需的空氣流量，并根據(jù)計(jì)算得到的空氣流量控制鼓風(fēng)機(jī)30的電動(dòng)機(jī)34的轉(zhuǎn)速，從而控制供往燃料電池10的空氣供應(yīng)量。
[0038]圖3是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車輛的空氣供應(yīng)的方法的示意圖。參考圖1至圖3，車輛控制器計(jì)算當(dāng)前可以使用的可用功率240(S301)。車輛控制器基于可用功率240計(jì)算可用限制扭矩242并基于加速踏板的踩踏程度通過(guò)對(duì)基于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)40中所需的功率的驅(qū)動(dòng)扭矩230和計(jì)算得到的可用限制扭矩242求和而計(jì)算電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需求功率250 (S303)。另外，與此不同，車輛控制器計(jì)算作為高電壓電池20的SOC保持控制所需的功率的充電需求功率260 (S305)。燃料電池10的電池堆需求功率270通過(guò)對(duì)充電需求功率260和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)需求功率250求和而計(jì)算(S307)。車輛控制器可以控制鼓風(fēng)機(jī)30的電動(dòng)機(jī)34轉(zhuǎn)速，以便基于電池堆需求功率控制燃料電池10中所需的空氣流量(S309)。
[0039]S卩，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車輛的空氣供應(yīng)的方法可以將扭矩值限制在當(dāng)前可以使用的可用功率240之內(nèi)，并且可以增加電池堆需求功率270以能夠反映取決于駕駛者對(duì)加速踏板的踩踏程度的加速意圖，并增加可用來(lái)使可用限制扭矩242能夠增加的可用功率240。
[0040]圖4是通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車輛的空氣供應(yīng)的方法而得到的模擬(simulat1n)結(jié)果表。圖4是示出現(xiàn)有技術(shù)的由虛線表示的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制命令信號(hào)和燃料電池車輛的速度的曲線和示出使用用于控制燃料電池車輛的空氣供應(yīng)的方法的情形的鼓風(fēng)機(jī)30轉(zhuǎn)速控制命令信號(hào)和燃料電池車輛的速度的曲線。這些曲線示出隨時(shí)間推移的控制命令信號(hào)的施加和車速。
[0041]鼓風(fēng)機(jī)30可以配置為，根據(jù)在可用功率240之內(nèi)計(jì)算的最終扭矩值232、電池堆需求功率270、和鼓風(fēng)機(jī)30電動(dòng)機(jī)34轉(zhuǎn)速的控制，僅供應(yīng)與燃料電池10中所需的空氣供應(yīng)量對(duì)應(yīng)的空氣供應(yīng)量，其中上述可用功率240是燃料電池10的當(dāng)前可用功率與在高電壓電池20中計(jì)算的放電功率之和，該燃料電池10的當(dāng)前可用功率可以基于當(dāng)前被供應(yīng)的空氣量計(jì)算，上述電池堆需求功率270基于最終扭矩值232計(jì)算。因此，就本發(fā)明的示例性實(shí)施例的空氣供應(yīng)控制而言，用于使鼓風(fēng)機(jī)30的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的命令可以在晚于現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)間施加，因此它是更精確的控制方法和系統(tǒng)。