一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法技术方案

本申请公开一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法，根据驾驶员的扭矩需求，计算得到燃料电池的目标空气流量，并结合流量传感器实时采集的提供给所述燃料电池的空气的流量，控制电控节流阀使得提供给燃料电池的空气的流量为所述目标空气流量。实现了根据不同扭矩需求为燃料电池提供精确的空气流量，进而减小了不必要的电量损耗，增大了整车的续航里程。

Air compression system and control method for fuel cell electric vehicle

The present application discloses an air compression system and a control method for a fuel cell electric vehicle. According to the driver's torque demand, the air flow of the fuel cell is calculated, and the flow of air supplied to the fuel cell is collected in real time by the flow sensor, and the electric control throttle valve is controlled to provide fuel electricity. The flow rate of the air in the pool is the target air flow. The accurate air flow is provided for fuel cells according to the different torque requirements, and the unnecessary power consumption is reduced, and the endurance of the whole vehicle is increased.

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法
本申请涉及燃料电池电动汽车
，更具体地说，涉及一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法。
技术介绍
燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车，通过空气压缩机为燃料电池补充空气，即氧气。现有的为燃料电池补充空气的方法，是在燃料电池工作过程中，持续为燃料电池提供固定的空气流量。但是，根据不同的扭矩需求，燃料电池需要的空气流量是不同的，现有的方法造成了不必要的电量损耗，减小了整车的续航里程。因此，现在亟需一种能根据不同扭矩需求为燃料电池提供精确空气流量的方案。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提出一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法，欲根据不同扭矩需求为燃料电池提供精确空气流量，进而实现减小不必要的电量损耗，增大整车的续航里程的目的。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统，包括：VCU(VehicleControlUnit，整车控制器)、空气压缩机、三通阀、燃料电池氧化剂管路和制动空气输入管路；所述空气压缩机将压缩后的空气通过所述三通阀分别输送给所述燃料电池氧化剂管路和所述制动空气输入管路；所述燃料电池氧化剂管路包括流量传感器和电控节流阀；所述VCU分别连接所述空气压缩机、所述电控节流阀和所述流量传感器；所述电控节流阀，用于调节提供给燃料电池的空气的流量；所述流量传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的流量；所述VCU，用于根据驾驶员的扭矩需求，计算得到所述燃料电池的目标空气流量，并控制所述空气压缩机和所述电控节流阀，使得提供给所述燃料电池的空气的流量为所述目标空气流量。优选的，所述燃料氧化剂管路，还包括：分别与所述VCU连接的冷却装置和温度传感器；所述冷却装置，用于调节提供给所述燃料电池的空气的温度；所述温度传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的温度。优选的，所述燃料氧化剂管路，还包括：分别与所述VCU连接的电控限压阀和压力传感器；所述电控限压阀，用于调节提供给所述燃料电池的空气的压力；所述压力传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的压力。优选的，所述系统，还包括：设置在所述空气压缩机的进气管路的过滤器；所述过滤器，用于对要进入所述空气压缩机的空气进行粉尘颗粒物过滤。优选的，所述系统，还包括：设置在所述空气压缩机的进气管路的污染气体去除装置；所述污染气体去除装置，用于对要进入所述空气压缩机的空气中的CO、SO2、NO2进行去除。优选的，所述燃料电池氧化剂管路，还包括：单向阀，用于确保所述燃料电池氧化剂管路的内空气流向指向所述燃料电池。一种控制方法，应用于上述空气压缩系统，所述方法包括：获取加速踏板开度和当前车速；根据所述加速踏板开度和所述当前车速，得到驾驶员的扭矩需求；根据所述扭矩需求，得到所述燃料电池需要输出的目标电流；根据所述目标电流计算得到所述燃料电池的目标空气流量；发送包含所述目标空气流量的控制指令至所述电控节流阀，以结合所述流量传感器调节提供给所述燃料电池的空气的流量为所述目标空气流量。优选的，所述方法还包括：通过压力传感器获取提供给所述燃料电池的空气的压力；判断所述压力是否在预设的压力范围，若否，则发送压力调节指令至所述电控限压阀，以调节所述压力处于所述压力范围内。优选的，所述方法还包括：通过温度传感器获取提供给所述燃料电池的空气的温度；判断所述温度是否在预设的温度范围，若否，则发送温度调节指令至所述冷却装置，以调节所述温度处于所述温度范围内。与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下优点：上述技术方案提供的一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法，根据驾驶员的扭矩需求，计算得到燃料电池的目标空气流量，并结合流量传感器实时采集的提供给所述燃料电池的空气的流量，控制电控节流阀使得提供给燃料电池的空气的流量为所述目标空气流量。实现了根据不同扭矩需求为燃料电池提供精确的空气流量，进而减小了不必要的电量损耗，增大了整车的续航里程。并且采用一个空气压缩机同时为燃料电池和制动气路的储气罐提供空气，系统集成度高，成本较低；以及相对与常规制动用空气压缩机系统起、停工作模式，本专利技术提供的空气压缩机长期处于变负载持续工作状态，减少了空气压缩机的磨损，可靠性较高。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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。图1为本实施例公开的一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统的结构示意图；图2为本实施例公开的另一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统的结构示意图；图3为本实施例公开的另一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统的结构示意图；图4为本实施例公开的另一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统的结构示意图；图5为本实施例公开的一种控制方法的流程图；图6为本实施例公开的另一种控制方法的流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本实施例提供一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统，参见图1，该系统包括：VCU1、空气压缩机2、三通阀3、燃料电池氧化剂管路5和制动空气输入管路6；所述空气压缩机2将压缩后的空气通过所述三通阀3分别输送给所述燃料电池氧化剂管路5和所述制动空气输入管路6；所述燃料电池氧化剂管路5包括流量传感器52和电控节流阀51；VCU1分别连接所述空气压缩机2、所述电控节流阀51和所述流量传感器52；所述电控节流阀51，用于调节提供给燃料电池7的空气的流量；通过调节电控节流阀51的开度大小，控制燃料电池氧化剂管路5内空气的流量，进而满足相关发电量所需的氧气量。所述流量传感器52，用于采集提供给所述燃料电池7的空气的流量；VCU1，用于根据驾驶员的扭矩需求，计算得到所述燃料电池7的目标空气流量，并控制所述空气压缩机2和所述电控节流阀51，使得提供给所述燃料电池7的空气的流量为所述目标空气流量。储氢装置9存储氢气，为燃料电池7提供氢气来源。燃料电池7通过一定的化学反应，将氢气和空气中氧气反应，转化为水和热量，同时输出电流，通过DCAC进行直流转交流，为电动汽车提供电能来源。动力电池10的电源输出端与燃料电池7的电源输出端并联，为电动汽车提供驱动动力和其它辅机的电能来源。燃料电池7工作前动力电池10为空气压缩机2供电，燃料电池7工作可以提供电能后，空气压缩机2可由燃料电池7来供电。动力电池10的充、放电过程，由BMS(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，电池管理系统)进行控制。PDU(PowerDistributionUnit，动力电源分配单元)，控制高压电气系统的上、下电过程，以及高压电源输出的分配管理和过程监测。VCU1控制动力系统的扭矩输出、空气压缩机2的转速和扭矩控制、以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统，其特征在于，包括：整车控制器、空气压缩机、三通阀、燃料电池氧化剂管路和制动空气输入管路；所述空气压缩机将压缩后的空气通过所述三通阀分别输送给所述燃料电池氧化剂管路和所述制动空气输入管路；所述燃料电池氧化剂管路包括流量传感器和电控节流阀；所述整车控制器分别连接所述空气压缩机、所述电控节流阀和所述流量传感器；所述电控节流阀，用于调节提供给燃料电池的空气的流量；所述流量传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的流量；所述整车控制器，用于根据驾驶员的扭矩需求，计算得到所述燃料电池的目标空气流量，并控制所述空气压缩机和所述电控节流阀，使得提供给所述燃料电池的空气的流量为所述目标空气流量。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统，其特征在于，包括：整车控制器、空气压缩机、三通阀、燃料电池氧化剂管路和制动空气输入管路；所述空气压缩机将压缩后的空气通过所述三通阀分别输送给所述燃料电池氧化剂管路和所述制动空气输入管路；所述燃料电池氧化剂管路包括流量传感器和电控节流阀；所述整车控制器分别连接所述空气压缩机、所述电控节流阀和所述流量传感器；所述电控节流阀，用于调节提供给燃料电池的空气的流量；所述流量传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的流量；所述整车控制器，用于根据驾驶员的扭矩需求，计算得到所述燃料电池的目标空气流量，并控制所述空气压缩机和所述电控节流阀，使得提供给所述燃料电池的空气的流量为所述目标空气流量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃料氧化剂管路，还包括：分别与所述整车控制器连接的冷却装置和温度传感器；所述冷却装置，用于调节提供给所述燃料电池的空气的温度；所述温度传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的温度。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述燃料氧化剂管路，还包括：分别与所述整车控制器连接的电控限压阀和压力传感器；所述电控限压阀，用于调节提供给所述燃料电池的空气的压力；所述压力传感器，用于采集提供给所述燃料电池的空气的压力。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统，还包括：设置在所述空气压缩机的进气管路的过滤器；所述过滤器，用于对要进入所述空气压缩机的空气进行粉尘颗粒物过滤。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙磊，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37