氢能燃料电池汽车的动力系统及其控制方法与流程

本发明涉及汽车动力技术领域，尤其涉及一种氢能燃料电池汽车的动力系统及其控制方法。

背景技术：

随着世界全球气候恶化、石油危机加剧和人口剧增带来的影响不断加重，实行可持续能源发展战略迫在眉睫。氢是一种优质的能源载体，氢能燃料电池能够保证陆用、水用、航天及铁路交通工具足够的行驶里程，且比传统汽油、柴油内燃机车更环保。

氢能燃料电池汽车是新能源汽车的一种，氢能燃料电池通过电化学反应在不燃烧的情况下将氢的化学能直接转换为电能，氢能燃料电池的化学反应不会产生有害产物，因此氢能燃料电池汽车是无污染汽车，并且氢能燃料电池的能量转换效率比传统的内燃机要高，能量密度大，能量利用率高，氢能燃料来源广泛，因此氢能燃料电池汽车是新能源汽车发展的重要方向。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种可保证氢能燃料电池汽车稳定运行的动力系统及其控制方法。

本发明的实施例提供了一种氢能燃料电池汽车的动力系统，包括储氢介质罐、氢气析出反应釜、储氢介质传送泵、气液分离装置、氢气储存罐、氢能燃料电池、直流转换器、车载蓄电池、电机和控制器，所述储氢介质罐包括相互隔离的储氢介质存放室和储氢介质回收室，所述储氢介质存放室中存有吸收了氢气的介质，并连接到所述反应釜的一加热装置中，所述氢气析出反应釜通过管道连接到所述气液分离装置，所述气液分离装置通过管道连接到所述氢气储存罐和所述储氢介质罐的储氢介质回收室，析出的氢气和析出了氢气的储氢介质从氢气析出反应釜中传送到气液分离装置中，并在气液分离装置中进行气液分离，气态的氢气被传送到氢气储存罐中，液态的储氢介质回流到储氢介质回收室中并可被循环使用，所述氢气储存罐通过管道将氢气输送给所述氢能燃料电池，所述氢能燃料电池用于通过电化学反应在不燃烧的情况下将氢的化学能直接转换为电能，所述电能被输送到所述直流转换器，所述直流转换器将电能转化为符合充电要求的直流电压，对所述车载蓄电池充电，所述车载蓄电池用于在氢能燃料电池汽车运行时给电机供电；所述控制器连接到所述储氢介质传送泵和所述车载蓄电池，并根据所述车载蓄电池的电量控制所述储氢介质传送泵的启动和停止。

进一步地，所述储氢介质传送泵设置在所述储氢介质存放室和所述加热装置之间的管道上。

进一步地，所述加热装置用于对被储氢介质传送泵从储氢介质存放室中传送过来的吸收了氢气的储氢介质进行加热，使所述储氢介质在催化剂的作用下将氢气析出。

进一步地，所述氢能燃料电池设有一冷却系统，用来冷却该氢能燃料电池。

进一步地，所述控制器包括一泵控制单元、一蓄电池电量监测单元和一控制处理单元，所述泵控制单元连接到所述储氢介质传送泵，用来控制所述储氢介质传送泵的开启和关闭，所述蓄电池电量监测单元用来监测所述车载蓄电池的电量，所述控制处理单元分别连接到所述泵控制单元和蓄电池电量监测单元。

一种基于上述氢能燃料电池汽车的动力系统的析氢控制方法，包括如下步骤：

判断一车载蓄电池的当前电量是否小于一第一预设值，若是，控制储氢介质传送泵启动，并让所述储氢介质传送泵以第一功率运行而将所述储氢介质存放室中的储氢介质传送到所述氢气析出反应釜中进行析氢；

若不是，判断所述车载蓄电池的当前电量是否大于一第二预设值，并在所述车载蓄电池的当前电量大于所述第二预设值时关闭所述储氢介质传送泵。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的氢能燃料电池汽车的动力系统及其控制方法可根据监控到的车载蓄电池的当前电量而启动或关闭储氢介质传送泵，从而保证动力系统稳定运行。

附图说明

图1是本发明氢能燃料电池汽车的动力系统的一组成图。

图2是图1的氢能燃料电池汽车的一控制器的一组成图。

图3是本发明氢能燃料电池汽车的动力系统的控制方法的一流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种氢能燃料电池汽车的动力系统，该动力系统包括储氢介质罐10、氢气析出反应釜20、储氢介质传送泵30、气液分离装置40、氢气储存罐50、氢能燃料电池60、直流转换器61、车载蓄电池62、电机63和控制器70。

储氢介质罐10包括相互隔离的储氢介质存放室11和储氢介质回收室12，储氢介质存放室11中存有吸收了氢气的介质，这种介质作为氢的载体一般以液态的形式存在，从而方便储存、运输和传送；储氢介质存放室11通过传输管道连接到反应釜20的一加热装置21中，储氢介质传送泵30设置在储氢介质存放室11和加热装置21之间的管道上。

氢气析出反应釜20中存放有催化剂，储氢介质被储氢介质传送泵30从储氢介质存放室11中传送到反应釜20的加热装置21中后，加热装置21对储氢介质加热到一定的温度，如200~300℃，储氢介质在催化剂的作用下将氢气析出。

氢气析出反应釜20通过管道连接到气液分离装置40，气液分离装置40通过管道连接到氢气储存罐50和储氢介质罐10的储氢介质回收室12，析出的氢气和析出了氢气的储氢介质从氢气析出反应釜20中传送到气液分离装置40中，并在气液分离装置40中进行气液分离，气态的氢气被传送到氢气储存罐50中，液态的储氢介质回流到储氢介质回收室12中并可被循环使用。

氢气储存罐氢气储存罐所述氢气储存罐50通过管道将氢气输送给所述氢能燃料电池60，所述氢能燃料电池60通过电化学反应在不燃烧的情况下将氢的化学能直接转换为电能，所述电能被输送到所述直流转换器61，所述直流转换器61将电能转化为符合充电要求的直流电压，从而对车载蓄电池62充电；氢能燃料电池汽车运行时，车载蓄电池62对电机63供电，从而驱动氢能燃料电池汽车运行；所述氢能燃料电池60设有一冷却系统69用来冷却该氢能燃料电池60，从而保证氢能燃料电池60稳定运行。

请一并参阅图1和图2，所述控制器70连接到储氢介质传送泵30和车载蓄电池62，所述控制器70包括一泵控制单元71、一蓄电池电量监测单元73和一控制处理单元74，所述泵控制单元71连接到储氢介质传送泵30，用来控制储氢介质传送泵30传送储氢介质的流速；所述蓄电池电量监测单元73用来监测所述车载蓄电池的电量，所述控制处理单元74分别连接到所述泵控制单元71和蓄电池电量监测单元73。

请参阅图3，其为控制处理单元74根据蓄电池62的电量情况对动力系统进行控制的流程图，其包括如下步骤。

步骤301，控制处理单元74查看蓄电池电量监测单元73监测到的电池电量是否小于车载蓄电池62容量的一第一预设值，例如小于车载蓄电池62容量的40%；若是，到步骤303；若不是，到步骤302。

步骤302，控制处理单元74查看蓄电池电量监测单元73监测到的电池电量是否大于车载蓄电池62容量的一第二预设值，例如大于车载蓄电池62容量的95%；若是，到步骤304；若不是，到步骤303。

步骤303，泵控制单元71控制储氢介质传送泵30启动，并让储氢介质传送泵30以第一功率运行，则储氢介质传送泵30将储氢介质存放室11中的储氢介质传送到氢气析出反应釜20中，氢气析出反应釜20的加热装置21对储氢介质加热到一定的温度，而后储氢介质在催化剂的作用下将氢气析出，析出的氢气流经气流分离装置40和氢气储存罐50后被输送给氢能燃料电池，而后回到步骤301。

步骤304，控制处理单元74关闭储氢介质传送泵30，而后回到步骤301。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。