燃料电池系统空气供应控制方法、装置、系统和氢能汽车制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种燃料电池系统空气供应控制方法、装置、系统和氢能汽车，获取燃料电池输出电压；当输出电压未达到预设高压电压值，判定燃料电池系统未开始高压输出，控制储气单元向燃料电池输入空气；当输出电压达到预设高压电压值，判定燃料电池系统开始高压输出，控制空压机或空压机和储气单元同时向燃料电池输入空气。本发明专利技术提出的技术方案的有益效果是：在燃料电池系统还没有高压输出时，利用储气单元向燃料电池输入空气，燃料电池开始高压输出时，燃料电池向空压机提供高压电压，利用空压机向燃料电池输入空气，使燃料电池系统在起堆时解除对整车高压供电的依赖，使完全移除氢能汽车的高压动力电池成为可能，可极大地减轻车重和节省布置空间。重和节省布置空间。重和节省布置空间。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统空气供应控制方法、装置、系统和氢能汽车


[0001]本专利技术涉及氢能汽车
，尤其涉及一种燃料电池系统空气供应控制方法、装置、系统和氢能汽车。

技术介绍

[0002]氢燃料电池电能的产生需要一定量的氢气和氧气在燃料电池内部进行电化学反应，目前的技术上，对于空气路都是依靠空压机来保障燃料电池系统空气进气的流量、压力需求。空压机的运行需要高压直流电，而燃料电池系统在刚启动时还没有高压输出，目前通过整车的高压动力电池给空压机控制器供电，这就要求氢燃料电池车必须要有动力电池或其它辅助的高压能量源，由于高压能量源的布置，会增大整车重量，降低车内空间，同时高压动力电池具有安全隐患。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种燃料电池系统空气供应控制方法、装置、系统和氢能汽车。
[0004]本专利技术的实施例提供一种燃料电池系统空气供应控制方法，包括以下步骤：
[0005]S1获取燃料电池的输出电压；
[0006]S2当所述输出电压未达到预设高压电压值时，判定燃料电池系统未开始高压输出，控制储气单元向燃料电池输入空气；
[0007]S3当所述输出电压达到预设高压电压值时，判定燃料电池系统开始高压输出，控制空压机或空压机和储气单元同时向燃料电池输入空气。
[0008]进一步地，步骤S3之后，还包括：
[0009]S4获取进堆空气流量需求，当所述进堆空气流量需求大于当前空气流量时，根据进堆空气流量需求控制燃料电池进气阀的进气流量开度，计算与所述进堆空气流量需求对应的空压机目标转速，控制空压机以所述空压机目标转速运行，同时控制储气单元向燃料电池输入空气。
[0010]进一步地，步骤S3之后，还包括：
[0011]S5获取进堆空气流量需求，当所述进堆空气流量需求小于当前空气流量时，根据进堆空气流量需求控制燃料电池进气阀的进气流量开度，计算与所述进堆空气流量需求对应的空压机目标转速，控制空压机以所述空压机目标转速运行，同时控制空压机压缩空气输入至储气单元内。
[0012]进一步地，步骤S5中，获取所述储气单元内的压力，当所述储气单元内的压力大于第一预设压力阈值时，控制所述储气单元上的安全阀进行泄压。
[0013]进一步地，步骤S3之后，还包括：
[0014]S6获取整车需求功率，当所述整车需求功率小于燃料电池系统的怠速功率时，控制空压机运行，使空压机压缩的空气输入至储气单元内。
[0015]进一步地，获取所述储气单元内的压力，当所述储气单元内的压力小于第二预设压力阈值时，控制空压机压缩空气输入至储气单元内。
[0016]进一步地，当接收到燃料电池系统关机指令后，获取所述储气单元内的压力，当所述储气单元内的压力小于第三预设压力阈值时，控制空压机压缩空气输入至储气单元内，直至所述储气单元内的压力达到第一预设压力阈值。
[0017]本专利技术的实施例还提供一种燃料电池系统空气供应控制装置，包括存储器和处理器；
[0018]所述存储器，用于存储计算机程序；
[0019]所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的燃料电池系统空气供应控制方法。
[0020]本专利技术的实施例还提供一种燃料电池系统空气供应控制系统，包括如上所述的燃料电池系统空气供应控制装置、电压检测模块、空压机、储气单元和换向单元；
[0021]所述电压检测模块用于检测燃料电池的输出电压，所述空压机、储气单元和燃料电池分别与换向装置连接，所述换向装置用于控制所述空压机、储气单元和燃料电池之间的两两连通或断开，所述空压机、电压检测模块、换向单元分别与燃料电池系统空气供应控制装置电连接。
[0022]本专利技术的实施例还提供一种氢能汽车，包括如上所述的燃料电池系统空气供应控制系统。
[0023]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在空气供应控制系统中增加储气单元，储气单元用于存储压缩空气，在燃料电池系统刚启动还没有高压输出时，利用储气单元向燃料电池输入空气，燃料电池启动开始高压输出时，燃料电池向空压机提供高压电压，可利用空压机向燃料电池输入空气，使燃料电池系统在起堆时解除对整车高压供电的依赖，使完全移除氢燃料电池车的高压动力电池成为可能，可以极大地减轻车重和节省布置空间。
附图说明
[0024]图1是本专利技术提供的燃料电池系统空气供应控制方法一实施例的流程示意图；
[0025]图2是本专利技术提供的燃料电池系统空气供应控制系统一实施例的结构示意图。
[0026]图中：空压机1、储气单元2、燃料电池3、安全阀4、三通阀5、进气管道6、出气管道7、减压阀8、动力阀9、中冷器10、增湿器11、制动储气罐12。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。
[0028]请参见图1，本专利技术的实施例提供一种燃料电池系统空气供应控制方法，包括以下步骤：
[0029]S1获取燃料电池的输出电压；
[0030]S2当所述输出电压未达到预设高压电压值时，判定燃料电池系统未开始高压输出，控制储气单元2向燃料电池3输入空气；
[0031]S3当所述输出电压达到预设高压电压值时，判定燃料电池系统开始高压输出，控制空压机1或空压机1和储气单元2同时向燃料电池3输入空气。
[0032]燃料电池要启动发电，需要输入一定量具有压力的空气、氢气进入燃料电池3，燃料电池3开始反应之前，水泵、空压机1等耗电部件高压能量需求只能由车上的动力电池包提供。本专利技术提供的技术方案，在空气供应控制系统中增加储气单元2，储气单元2用于存储压缩空气，在燃料电池系统刚启动还没有高压输出时，利用储气单元2向燃料电池3输入空气，燃料电池启动开始高压输出时，燃料电池向空压机1提供高压电压，可利用空压机1向燃料电池3输入空气，使燃料电池系统在起堆时解除对整车高压供电的依赖，使完全移除氢燃料电池车的高压动力电池成为可能，可以极大地减轻车重和节省布置空间。至于动力电池被取消带来的能量回收问题，可将燃料电池3与低压蓄电池电连接，蓄电池可以为合适功率型号的48V低压蓄电池，替代高压动力电池，根除动力电池安全风险。
[0033]根据实验实测30Kw的燃料电池系统，其起堆过程空气量的需求是管径20mm/体积1L/绝对压力2bar的空气进气量，即可满足一次起堆需求，因此起堆时采用储气单元2向燃料电池3供气是可行的。
[0034]步骤S3中，所述空压机1向燃料电池3输入空气，可以停止储气单元2向燃料电池3输入空气，则由空压机1全部向燃料电池3输入空气，也可以控制储气单元2同时与燃料电池3连通，燃料电池3运行所需要的空气进气量主要由空压机1提供，储气单元2起到辅助作用。
[0035]步骤S3之后，还包括：
[0036]S4获取进堆空气流量需求，当所述进堆空气流量需求大于当前空气流量时，根据进堆空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统空气供应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1获取燃料电池的输出电压；S2当所述输出电压未达到预设高压电压值时，判定燃料电池系统未开始高压输出，控制储气单元向燃料电池输入空气；S3当所述输出电压达到预设高压电压值时，判定燃料电池系统开始高压输出，控制空压机或空压机和储气单元同时向燃料电池输入空气。2.如权利要求1所述的燃料电池系统空气供应控制方法，其特征在于，步骤S3之后，还包括：S4获取进堆空气流量需求，当所述进堆空气流量需求大于当前空气流量时，根据进堆空气流量需求控制燃料电池进气阀的进气流量开度，计算与所述进堆空气流量需求对应的空压机目标转速，控制空压机以所述空压机目标转速运行，同时控制储气单元向燃料电池输入空气。3.如权利要求1所述的燃料电池系统空气供应控制方法，其特征在于，步骤S3之后，还包括：S5获取进堆空气流量需求，当所述进堆空气流量需求小于当前空气流量时，根据进堆空气流量需求控制燃料电池进气阀的进气流量开度，计算与所述进堆空气流量需求对应的空压机目标转速，控制空压机以所述空压机目标转速运行，同时控制空压机压缩空气输入至储气单元内。4.如权利要求3所述的燃料电池系统空气供应控制方法，其特征在于，步骤S5中，获取所述储气单元内的压力，当所述储气单元内的压力大于第一预设压力阈值时，控制所述储气单元上的安全阀进行泄压。5.如权利要求1所述的燃料电池系统空气供应控制方法，其特征在于，步骤S3之后，还包括：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵毅，郝义国，杨毅明，
申请(专利权)人：黄冈格罗夫氢能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：