燃料电池的燃料控制系统及行驶设备技术方案

本发明专利技术公开了燃料电池的燃料控制系统及行驶设备，属于燃料电池堆的技术领域。包括：用于提供化学能的燃料电池反应堆；用于存储燃料、并通过燃料通道向所述燃料电池反应堆提供燃料的燃料存储装置；被设置为根据所述燃料反应堆的输出状态调节向所述反应堆输入的所述燃料的输入质量流量的控制装置。本发明专利技术通过步进电机就可以控制活塞在氢气流量控制阀内部的位置，达到控制阀门开度的目的，达到精确控制氢气质量流量的目的。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的燃料控制系统及行驶设备
本专利技术属于燃料电池堆的
，特别是涉及燃料电池的燃料控制系统及行驶设备。
技术介绍
在现有的技术中，高压氢气存储罐的阀门是一种紧凑型的阀门。其结合开关电磁阀，温度传感器和TPRD的高压泄压阀，以达到对于氢气管道的开断控制，过流保护和安全泄放等目的。现有的阀门使用中存在一定的弊端。其在高压存储罐内只使用温度传感器，无法确定在高压氢气存储罐中的气压状态，无法实现计算高压氢气存储罐中的氢气含量的功能。而开关电磁阀只控制高压存储氢气存储罐与氢气输送管道的开断，无法实现对于氢气质量流量的精准控制，影响到了氢燃料电池堆的工作效率。
技术实现思路
本专利技术为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，设计一款高压氢气存储罐质量流量控制阀门，其将根据氢燃料电池堆的功率输出的情况，来控制高压氢气存储罐的氢气质量流量输出，以达到合理控制氢气质量流量和提高氢气利用率的目的。本专利技术采用以下技术方案来实现：燃料电池的燃料控制系统，包括：燃料电池反应堆，用于提供化学能；燃料存储装置，用于存储燃料，并通过燃料通道向所述燃料电池反应堆提供燃料；还包括：控制装置，所述控制装置被设置为根据所述燃料反应堆的输出状态控制向所述反应堆输入的所述燃料的输入质量流量。在进一步的实施例中，还包括执行装置，包括：本体，所述本体内形成燃料通道；及移动单元和驱动单元，所述驱动单元驱动所述移动单元移动以改变所述燃料通道的过流面积；所述移动单元至少包括沿所述燃料通道径向方向的位移分量，所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述移动单元的径向位移。在进一步的实施例中，所述燃料通道包括：进气通道和输出通道，所述进气通道和输出通道分别位于所述移动单元的两侧，所述移动单元具有使所述进气通道和所述输出通道连通的第一移动方向，以及使所述进气通道和所述输出通道隔断的第二移动方向；所述移动单元沿第一方向移动时先打开所述输出通道；所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述进气通道的过流面积。在进一步的实施例中，所述驱动单元为步进电机；所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述步进电机的脉冲输入信号。在进一步的实施例中，所述移动单元为活塞。在进一步的实施例中，所述输出状态为燃料电池反应堆的输出功率。在进一步的实施例中，所述执行装置还包括导流部，与所述本体连接，所述导流部延伸进入所述燃料存储装置，所述导流部包括导流通道，所述导流通道与所述燃料通道连通，且所述导流通道的横截面积大于所述进气通道的横截面积。在进一步的实施例中，所述执行装置还包括设于所述导流部上的所述压力传感器和温度传感器。在进一步的实施例中，所述导流部与燃料存储装置螺纹连接。一种行驶设备，包括：车身、底盘、轮胎及动力机构；燃料电池反应堆，用于提供化学能；燃料存储装置，用于存储燃料，并通过燃料通道向所述燃料电池反应堆提供燃料；控制装置，所述控制装置被设置为根据行驶设备的行驶状态控制向所述反应堆输入的所述燃料的输入质量流量。在进一步的实施例中，所述控制装置为控制器。在进一步的实施例中，行驶状态指所述行驶设备的加速、减速。在进一步的实施例中，还包括执行装置，包括：本体，所述本体内形成燃料通道；及移动单元和驱动单元，所述驱动单元驱动所述移动单元移动以改变所述燃料通道的过流面积；所述移动单元至少包括沿所述燃料通道径向方向的位移分量，所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述移动单元的径向位移。在进一步的实施例中，所述燃料通道包括：进气通道和输出通道，所述进气通道和输出通道分别位于所述移动单元的两侧，所述移动单元具有使所述进气通道和所述输出通道连通的第一移动方向，以及使所述进气通道和所述输出通道隔断的第二移动方向；所述移动单元沿第一方向移动时先打开所述输出通道；所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述进气通道的过流面积。在进一步的实施例中，所述执行装置还包括导流部，与所述本体连接，所述导流部延伸进入所述燃料存储装置，所述导流部包括导流通道，所述导流通道与所述燃料通道连通，且所述导流通道的横截面积大于所述进气通道的横截面积。本专利技术的有益效果：通过温度和压力的测量，计算气体通量更加准确，同时通过步进电机控制活塞在氢气流量控制阀内部的位置，达到控制阀门开度的目的，比电磁阀的控制精确度更高。附图说明图1为本专利技术的高压氢气存储罐的质量流量控制系统的结构示意图。图2为本专利技术的高压氢气存储罐的质量流量控制系统剖视图。图3为本专利技术的高压氢气存储罐的质量流量控制系统仰视图。图4为高压氢气存储罐的质量流量控制系统的控制流程图。图5为本专利技术的活塞在阀体内部的结构示意图。图1至图5中的各标注为：导流部A、阀体B、阀体进气通道1、弹簧2、导杆3、步进电机4、阀体外壳5、活塞6、氢气输出孔7、安全阀8、外接氢气充气孔9、压力传感器10、温度传感器11、氢气导流管12、外螺纹13。具体实施方式下面将结合附图和实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整的描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。经研究发现：因为对于高压氢气存储罐中的氢气质量流量不控制，在燃料电池堆做低功率输出时，高压氢气存储罐给氢燃料电池堆供应过量的氢气，使氢气的利用率降低。同时未反应的氢气将会堆积在氢气回流系统的管道中，造成了安全隐患。不仅降低了氢燃料电池堆的转化效率，还影响了氢燃料车的续航里程。为了解决以上技术问题，研发出了一种高压氢气存储罐质量流量控制阀门，其将根据氢燃料电池堆的功率输出的情况，来控制高压氢气存储罐的氢气质量流量输出，以达到合理控制氢气质量流量和提高氢气利用率的目的。燃料电池的燃料控制系统，包括：燃料电池反应堆、燃料存储装置和控制装置。其中，所述燃料电池反应堆用于提供化学能，所述燃料存储装置用于存储燃料，并通过燃料通道向所述燃料电池反应堆提供燃料。所述控制装置被设置为根据所述燃料反应堆的输出状态控制向所述反应堆输入的所述燃料的输入质量流量。在本实施例中，所述输出状态为燃料电池反应堆的输出功率。燃料电池的燃料控制系统，还包括：执行装置，所述执行装置包括：本体，所述本体的内部形成燃料通道。所述执行装置还包括移动单元和驱动单元，所述驱动单元驱动所述移动单元移动以改变所述燃料通道的过流面积。在本实施例中，所述驱动单元为步进电机，所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述步进电机的脉冲输入信号。所述移动单元为活塞。在进一步的实施例中，所述移动单元包括沿所述燃料通道径向方向的位移分量，所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述移动单元的径向位移。在进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燃料电池的燃料控制系统，包括：/n燃料电池反应堆，用于提供化学能；/n燃料存储装置，用于存储燃料，并通过燃料通道向所述燃料电池反应堆提供燃料；/n其特征在于，还包括：/n控制装置，所述控制装置被设置为根据所述燃料反应堆的输出状态控制向所述反应堆输入的所述燃料的输入质量流量。/n

【技术特征摘要】
1.燃料电池的燃料控制系统，包括：
燃料电池反应堆，用于提供化学能；
燃料存储装置，用于存储燃料，并通过燃料通道向所述燃料电池反应堆提供燃料；
其特征在于，还包括：
控制装置，所述控制装置被设置为根据所述燃料反应堆的输出状态控制向所述反应堆输入的所述燃料的输入质量流量。


2.根据权利要求1所述的燃料电池的燃料控制系统，其特征在于，
还包括执行装置，包括：
本体，所述本体内形成燃料通道；
及移动单元和驱动单元，所述驱动单元驱动所述移动单元移动以改变所述燃料通道的过流面积；
所述移动单元至少包括沿所述燃料通道径向方向的位移分量，所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述移动单元的径向位移。


3.根据权利要求2所述的燃料电池的燃料控制系统，其特征在于，
所述燃料通道包括：进气通道和输出通道，所述进气通道和输出通道分别位于所述移动单元的两侧，所述移动单元具有使所述进气通道和所述输出通道连通的第一移动方向，以及使所述进气通道和所述输出通道隔断的第二移动方向；
所述移动单元沿第一方向移动时先打开所述输出通道；
所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述进气通道的过流面积。


4.根据权利要求2所述的燃料电池的燃料控制系统，其特征在于，
所述驱动单元为步进电机；
所述控制装置被设置为根据所述输入质量流量控制所述步进电机的脉冲输入信号。


5.根据权利要求2所述的燃料电池的燃料控制系统，其特征在于，所述移动单元为活塞。


6.根据权利要求1所述的燃料电池的燃料控制系统，其特征在于，所述输出状态为燃料电池反应堆的输出功率。


7.根据权利要求2所述的燃料电池的燃料控制系统，其特征在于，所述执行装置还包括导流部，与所述本体连接，所述导流部延伸进入所述燃料存储装置，所述导流部包括导流通道，所述导流通道与所述燃料通道连通，且所述导流通道的横截面积大于所述进气通道的横截面积。


8....

【专利技术属性】
技术研发人员：李丰军，周剑光，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32