燃料电池的压力调节系统及压力调节方法技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池的压力调节系统及压力调节方法。压力调节系统包括：氢气储存单元，氢气储存单元包括用于连接燃料电池的阀门和用于控制阀门的状态的氢气输出调节单元；压力传感器，压力传感器用于检测燃料电池中的氢气的压力；控制器，压力传感器与控制器电连接以向控制器反馈燃料电池中的氢气的压力，控制器与氢气输出调节单元电连接以控制阀门的状态，在燃料电池处于非排氢状态时，控制器根据压力传感器反馈的氢气压力和目标压力控制氢气输出调节单元，在燃料电池处于排氢状态时，控制器根据预定参数控制氢气输出调节单元。应用本发明专利技术的技术方案，缓解了在排氢时腔内氢气的压力急剧下降的问题，有效提高了电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池领域，更具体地，涉及一种燃料电池的压力调节系统及压力 调节方法。
技术介绍
新能源汽车发展的主要趋势是汽车能源的多元化和汽车动力的电气化。燃料电池 作为一种高效、零污染车用电源，是汽车动力电气化的理想选择。燃料电池发动机作为一种 新型的绿色动力源，由于其高效率和低排放等众多优点，逐渐成为了车载发动机的研究重 点。在氢能源的供应中，使用氢气喷射器通过静态PID闭环控制，动态氢气补偿的方法将腔 内氢气压力保持稳定在最佳状态。 目前氢能源汽车车载输氢系统储氢气瓶的压力高达35MPa以上，而氢能源汽车质 子交换膜燃料电池所提供的氢气的正常工作压力为〇. 16Mpa以下。所以现在燃料电池系统 通常采用氢气减压器将高压气体下降到氢能源汽车质子交换膜燃料电池要求的正常工作 压力，并且要求在高压减压过程中减小振动，提高稳压精度等性能。但是高压氢气的功率密 度高、膨胀率高、爆发力强、温度适应范围广。在燃料电池系统工作时压力固定不可调，在高 功率负载输出，氢气消耗过快导致氢气压力下降造成燃料电池系统性能下降。另外在燃料 电池系统在排氢的时候，因减压阀不能动态调节氢气压力，腔内压力会急速下降，严重影响 燃料电池的寿命。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，以解决现有技术 中不能动态调节氢气压力，腔内压力会急速下降，严重影响燃料电池的寿命问题。 为了实现上述目的，本专利技术提供了一种燃料电池的压力调节系统，压力调节系统 包括：氢气储存单元，氢气储存单元包括用于连接燃料电池的阀门和用于控制阀门的状态 的氢气输出调节单元；压力传感器，压力传感器用于检测燃料电池中的氢气的压力；控制 器，压力传感器与控制器电连接以向控制器反馈燃料电池中的氢气的压力，控制器与氢气 输出调节单元电连接以控制阀门的状态，在燃料电池处于非排氢状态时，控制器根据压力 传感器反馈的氢气压力和目标压力控制氢气输出调节单兀，在燃料电池处于排氢状态时， 控制器根据预定参数控制氢气输出调节单元。 进一步地，控制器包括：目标压力输入端口，目标压力输入端口用于输入预设的目 标压力；压力信息输入端口，压力信息输入端口与压力传感器连接。 进一步地，控制器包括：第一预定参数输入端口，第一预定参数输入端口用于设定 氢气输出调节单元的预定参数中的开阀周期；第二预定参数输入端口，第二预定参数输入 端口用于设定氢气输出调节单元的预定参数中的开阀时间，开阀时间为每个开阀周期中的 阀门处于导通状态的时间。 进一步地，控制器包括目标开阀周期输入端口，目标开阀周期输入端口用于输入 预设开阀周期。 进一步地，控制器包括：自动控制使能端口，自动控制使能端口用于连接上位机以 接收上位机的是否开启自动控制模式的命令；和/或，开阀周期控制端口，开阀周期控制端 口用于连接上位机以接收上位机下达的开阀周期参数。 进一步地，燃料电池包括用于排氢的尾排阀，控制器还包括：尾排阀开启设定端 口，尾排阀开启设定端口用于设定燃料电池的排氢开始时间；尾排阀关闭设定端口，尾排阀 关闭设定端口用于设定燃料电池的排氢结束时间，其中，控制器与尾排阀电连接以根据尾 排阀开启设定端口和尾排阀关闭设定端口输入的信息控制尾排阀的通断状态。 进一步地，氢气输出调节单元包括用于控制阀门的开阀周期的开阀周期控制单元 和用于控制每个阀门开阀周期内的阀门开启时间的开阀时间控制单元，控制器包括：开阀 周期控制端口，阀门开阀周期控制端口与开阀周期控制单元电连接；开阀时间控制端口，阀 门开阀时间控制端口与开阀时间控制单元电连接。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种燃料电池的压力调节方法，压力调节方法包 括：在非排氢状态下，根据燃料电池中的氢气的压力和预设的目标压力调节氢气储存单元 所输出的氢气的压力；在排氢状态下，根据预定参数控制氢气输出调节单元。 进一步地，在排氢状态下，根据不同的燃料电池对预定参数进行修正。 进一步地，根据不同的燃料电池修正开阀周期。 应用本专利技术的技术方案，在非排氢状态下，控制器根据燃料电池中的氢气的压力 和预设的目标压力调节氢气储存单元所输出的氢气的压力；在排氢状态下，控制器控制氢 气储存单元以预设的参数输出氢气的压力。应用本专利技术的技术方案，缓解了在排氢时腔内 氢气的压力急剧下降的问题，有效提高了电池的使用寿命。 【附图说明】 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示 意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1示出了本专利技术实施例的燃料电池的压力调节系统的逻辑算法示意图； 图2示出了本专利技术实施例的燃料电池的压力调节系统逻辑时序示意图。 附图标记：1、目标压力输入端口；2、压力信息输入端口；3、目标开阀周期输入端 口；4、自动控制使能端口；5、开阀周期控制端口；6、尾排阀开启设定端口；7、尾排阀关闭设 定端口；8、第一预定参数输入端口；9、第二预定参数输入端口；10、开阀周期控制端口；11、 开阀时间控制端口；12、开阀时间控制端口；13、氢气喷射压力PID控制单元；14、排氢控制 单元；15、修正控制单元。 【具体实施方式】 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。 如图1和图2所示，本专利技术实施例的燃料电池的压力调节系统包括：氢气储存单 元，氢气储存单元包括用于连接燃料电池的阀门和用于控制阀门的状态的氢气输出调节单 元；压力传感器，压力传感器用于检测燃料电池中的氢气的压力；控制器，压力传感器与控 制器电连接以向控制器反馈燃料电池中的氢气的压力，控制器与氢气输出调节单元电连接 以控制阀门的状态，在燃料电池处于非排氢状态时，控制器根据压力传感器反馈的氢气压 力和目标压力控制氢气输出调节单元，在燃料电池处于排氢状态时，控制器根据预定参数 控制氢气输出调节单元。 当燃料电池处于非排氢的工作状态时，控制器通过PID闭环控制的方法调节氢气 储存单元向燃料电池输送的氢气的压力以使其处于稳定状态，从而使燃料电池中的氢气的 压力维持在稳定状态。 当燃料电池处于排氢状态下时，燃料电池内的氢气的压力骤降，PID闭环控制无法 快速的补偿燃料电池内的氢气。本实施例中，在燃料电池处于排氢状态下时，控制器根据预 定参数控制氢气输出调节单元使氢气储存单元输出压力大于燃料电池在非排氢工作状态 下的输出压力的氢气，有效地弥补了排氢时燃料电池腔内氢气压力突降的问题。 本实施例中，控制器包括目标压力输入端口 1和压力信息输入端口 2。目标压力输 入端口 1用于输入预设的目标压力。压力信息输入端口 2与压力传感器连接。 上位机通过目标压力输入端口 1可以调节燃料电池的预定压力，有效地提高了燃 料电池的压力调节系统的适用性。 控制器包括第一预定参数输入端口 8和第二预定参数输入端口 9。第一预定参数 输入端口用于设定氢气输出调节单元的预定参数中的开阀周期。第二预定参数输入端口用 于设定氢气输出调节单元的预定参数中的开阀时间，开阀时间为每个开阀周期中的阀门处 于导通状态的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池的压力调节系统，其特征在于，所述压力调节系统包括：氢气储存单元，所述氢气储存单元包括用于连接所述燃料电池的阀门和用于控制所述阀门的状态的氢气输出调节单元；压力传感器，所述压力传感器用于检测所述燃料电池中的氢气的压力；控制器，所述压力传感器与所述控制器电连接以向所述控制器反馈所述燃料电池中的氢气的压力，所述控制器与所述氢气输出调节单元电连接以控制所述阀门的状态，在所述燃料电池处于非排氢状态时，所述控制器根据所述压力传感器反馈的氢气压力和目标压力控制所述氢气输出调节单元，在所述燃料电池处于排氢状态时，所述控制器根据预定参数控制所述氢气输出调节单元。

【技术特征摘要】
1. 一种燃料电池的压力调节系统，其特征在于，所述压力调节系统包括： 氢气储存单元，所述氢气储存单元包括用于连接所述燃料电池的阀门和用于控制所述 阀门的状态的氢气输出调节单元； 压力传感器，所述压力传感器用于检测所述燃料电池中的氢气的压力； 控制器，所述压力传感器与所述控制器电连接以向所述控制器反馈所述燃料电池中的 氢气的压力，所述控制器与所述氢气输出调节单元电连接以控制所述阀门的状态，在所述 燃料电池处于非排氢状态时，所述控制器根据所述压力传感器反馈的氢气压力和目标压力 控制所述氢气输出调节单元，在所述燃料电池处于排氢状态时，所述控制器根据预定参数 控制所述氢气输出调节单元。2. 根据权利要求1所述的压力调节系统，其特征在于，所述控制器包括： 目标压力输入端口（1)，所述目标压力输入端口（1)用于输入预设的所述目标压力； 压力信息输入端口（2)，所述压力信息输入端口（2)与所述压力传感器连接。3. 根据权利要求1所述的压力调节系统，其特征在于，所述控制器包括： 第一预定参数输入端口（8)，所述第一预定参数输入端口用于设定所述氢气输出调节 单元的所述预定参数中的开阀周期； 第二预定参数输入端口（9)，所述第二预定参数输入端口用于设定所述氢气输出调节 单元的所述预定参数中的开阀时间，所述开阀时间为每个所述开阀周期中的阀门处于导通 状态的时间。4. 根据权利要求1所述的压力调节系统，其特征在于，所述控制器包括目标开阀周期 输入端口（3)，所述目标开阀周期输入端口（3)用于输入预设开阀周期。5. 根据权利要求1所述的压力调节系统，其特征在于，所述控制器包括： 自动控制使能端口（4)，所述自动控制使能端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维，张国强，
申请(专利权)人：北京亿华通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11