空气阀门、燃料电池系统及车辆技术方案

本实用新型专利技术提供了一种空气阀门、燃料电池系统及车辆，该空气阀门应用于燃料电池技术领域，包括：具有密封和解封状态的空气阀板，在密封状态，隔绝气体进入电堆；检测空气阀板是否处于密封状态的检测器，其与空气阀板相连；分别与空气阀板和检测器相连的驱动器，其在对空气阀板施加密封驱动力后，检测到空气阀板未处于密封状态时，重新对空气阀板施加密封驱动力，直至达到密封状态。由此，该空气阀门无需反复修改模具尺寸，节约成本的同时改善维修周期；避免PWM占空比设定过大，造成的空气阀门元器件的损坏；通过增加检测器和控制逻辑实现对空气阀门的密封性检测，解决因阀门密封不严对电堆性能造成影响的问题，从而保证电堆正常运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
空气阀门、燃料电池系统及车辆


[0001]本技术涉及燃料电池
，并且更具体地，涉及燃料电池
中一种空气阀门、燃料电池系统及车辆。

技术介绍

[0002]燃料电池车辆上装有燃料电池系统，燃料电池组是燃料电池系统的主体，该燃料电池组由阳极(即氢电极或燃料电极)和阴极(即氧电极)构成，通过氢气和氧气相互反应产生电力，为燃料电池车辆进行供电。为了保证电堆的正常运行，燃料电池系统中会安装有空气阀门，其主要功能是实现燃料电池系统运行中进行空气压力调解、启动过程中降低尾排的氢浓度以及停机后空气路密封，以保护电堆可以正常运行，提高电力产生效率。当燃料电池系统需求空气阀门关闭时，FCU(Fuel
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cell Control Unit，燃料电池系统控制器)会对空气阀门输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)占空比目标值的指令对空气阀门进行控制，使其关闭，空气阀门关闭后会将阀板的状态信号反馈给FCU，FCU可以根据阀门反馈的信号判断空气阀门是否为正常关闭。
[0003]相关技术中，空气阀门只可以通过位置传感器反馈位置信号，当FCU接收到正常的位置信号时，便会判定空气阀门正常关闭。
[0004]然而，在位置信号正常时，空气阀板仍可能存在未密封的情况，此时就会有大量气体进入电堆，造成阴极侧压力异常升高，严重时甚至对电堆性能造成影响，亟待解决。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种空气阀门、燃料电池系统及车辆，该空气阀门无需反复修改模具尺寸，节约成本的同时改善维修周期；避免PWM占空比设定过大，造成的空气阀门中元器件的损坏；通过增加检测器和控制逻辑实现对空气阀门的密封性检测，解决因阀门密封不严对电堆性能造成影响的问题，从而保证电堆正常运行。
[0006]第一方面，提供了一种空气阀门，该空气阀门包括：
[0007]空气阀板，所述空气阀板具有密封状态和解封状态，其中，在所述密封状态，隔绝气体进入电堆；
[0008]检测所述空气阀板是否处于所述密封状态的检测器，所述检测器与所述空气阀板相连；以及
[0009]驱动器，所述驱动器分别与所述空气阀板和所述检测器相连，所述驱动器在对所述空气阀板施加密封驱动力后，所述检测器检测到所述空气阀板未处于所述密封状态时，重新对所述空气阀板施加密封驱动力，直至达到所述密封状态。
[0010]通过上述技术方案，能够在空气阀门关闭时，通过检测器对空气阀板的密封状态进行检测，以在空气阀板关闭不严时，通过驱动器反复对空气阀板施加密封驱动力，直至空气阀板达到密封状态。
[0011]结合第一方面，在某些可能的实现方式中，所述驱动器，包括：
[0012]传动装置，所述传动装置由多个齿轮组成，所述传动装置与所述空气阀板相连；
[0013]电路集成板，所述电路集成板分别与检测器和燃料电池主控制器FCU相连，所述电路集成板在所述检测器检测到所述空气阀板未处于所述密封状态，发送未封闭信号至FCU，并接收所述FCU基于所述未封闭信号发送的驱动力信号；
[0014]驱动电机，所述驱动电机分别与所述传动装置和所述电路集成板相连，所述驱动电机根据所述驱动力信号驱动所述多个齿轮对所述空气阀板施加密封驱动力。
[0015]通过上述技术方案，能够在检测器检测到空气阀板未处于密封状态时，通过电路集成板与FCU之间信号的传递，协同控制驱动电机重新对空气阀板施加密封驱动力，直至空气阀板达到密封状态。
[0016]结合第一方面，在某些可能的实现方式中，所述检测器，包括：
[0017]设置于所述空气阀板的表面的第一水平检测件，所述第一水平检测件检测所述空气阀板的第一水平倾角；
[0018]设置于所述电路集成板的倾角传感器，所述倾角传感器与所述第一水平检测件相连，所述倾角传感器在所述水平倾角大于预设角度时判定所述空气阀板未处于所述密封状态。
[0019]通过上述技术方案，能够对空气阀板的水平倾角进行检测，将空气阀板的水平倾角存在的偏差值传递给倾角传感器，由此可以检测空气阀板的密封状态。
[0020]结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，所述检测器，还包括：
[0021]设置于所述空气阀板的表面且与所述第一水平检测件对称设置的第二水平检测件，所述第二水平检测件与所述倾角传感器相连，所述第二水平检测组件检测所述空气阀板的第二水平倾角。
[0022]通过上述技术方案，设置两个水平检测组件不仅能够更精确地判断空气阀板的水平倾角，还可以使空气阀板处于平衡状态。
[0023]结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，所述空气阀门，还包括：
[0024]检测所述空气阀板实时位置的位置检测组件，所述位置检测组件分别与所述空气阀板和所述驱动器相连。
[0025]通过上述技术方案，能够对空气阀板的实时位置进行检测，结合倾角传感器的角度信号，对空气阀板是否处于密封状态进行综合判断，以提高密封检测的精确性。
[0026]结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，所述位置检测组件为位置传感器。
[0027]通过上述技术方案，能够将空气阀板的实时位置信号传递至驱动器，以便于对空气阀板的密封性进行综合判断。
[0028]结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，所述空气阀门，还包括：
[0029]用于与所述空气阀板形所述密封状态的阀座，所述阀座上设有凹槽；
[0030]设置于所述空气阀板顶部的阀板轴，所述阀板轴抵靠在凹槽内，使得所述阀座与所述空气阀板形成所述密封状态。
[0031]通过上述技术方案，能够通过阀座与阀板轴辅助空气阀门处于密封状态，进一步
增强空气阀门的密封性。
[0032]结合第一方面和上述实现方式，在某些可能的实现方式中，所述空气阀门，还包括：
[0033]设置于所述空气阀板与所述阀座之间的密封件，所述密封件用于隔绝气体进入电堆。
[0034]通过上述技术方案，能够在空气阀门处于密封状态时，隔绝气体进入电堆，从而保护电堆性能。
[0035]第二方面，提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：如第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述的空气阀门。
[0036]第三方面，提供一种车辆，包括如第二方面所述的燃料电池系统。
附图说明
[0037]图1是根据本技术实施例提供的空气阀门的方框示意图；
[0038]图2是根据本技术的一个实施例的针对空气阀门密封性检测及修正策略的流程图；
[0039]图3是根据本技术的一个实施例的空气阀门的结构示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B：文本中的“和/或”仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气阀门，其特征在于，包括：空气阀板，所述空气阀板具有密封状态和解封状态，其中，在所述密封状态，隔绝气体进入电堆；检测所述空气阀板是否处于所述密封状态的检测器，所述检测器与所述空气阀板相连；以及驱动器，所述驱动器分别与所述空气阀板和所述检测器相连，所述驱动器在对所述空气阀板施加密封驱动力后，所述检测器检测到所述空气阀板未处于所述密封状态时，重新对所述空气阀板施加密封驱动力，直至达到所述密封状态。2.根据权利要求1所述的空气阀门，其特征在于，所述驱动器，包括：传动装置，所述传动装置由多个齿轮组成，所述传动装置与所述空气阀板相连；电路集成板，所述电路集成板分别与检测器和燃料电池主控制器FCU相连，所述电路集成板在所述检测器检测到所述空气阀板未处于所述密封状态，发送未封闭信号至FCU，并接收所述FCU基于所述未封闭信号发送的驱动力信号；驱动电机，所述驱动电机分别与所述传动装置和所述电路集成板相连，所述驱动电机根据所述驱动力信号驱动所述多个齿轮对所述空气阀板施加密封驱动力。3.根据权利要求2所述的空气阀门，其特征在于，所述检测器，包括：设置于所述空气阀板的表面的第一水平检测件，所述第一水平检测件检测所述空气阀板的第一水平倾角；设置于所述电路集成板的倾角传感器，所述倾角传...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，崔天宇，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：