电器。
[0024]功率平衡器6是一个以微芯片或PLC为中心的综合控制装置，包括与微芯片或PLC的控制管脚相连的检测电路、空气栗、电力电子开关器件。空气栗连接前述的柴油重整器3和燃料电池4的空气供应管道。检测电路包括负载功率检测电路、燃料电池输出功率检测电路。
[0025]通过以下内容对本发明实施例的工作原理、工作方法和工作过程进行详细阐述。
[0026]柴油箱I中的柴油与水箱2中的水进入柴油重整器3，在柴油重整器3中与空气一起发生裂解反应。其中水将首先被加热到约100°C，空气与柴油的02/C摩尔比为0.47。柴油、水和空气反应生成约170°(3的出、以CO2和水蒸气为主的反应副产品，反应后的混合气体经管道进入燃料电池4。上述的混合气体中的出作为燃料，与空气中的O2在燃料电池4内发生燃烧反应以产生电能。
[0027]负载变化时，如多个车载用电器的启用或停用，或是其他情况，如某冷冻车夏季需3.95kWh而冬季需要2.89kWh。功率平衡器6根据检测电路反馈的负载功率和燃料电池输出功率，调整空气栗的转速以增加或减少柴油重整器3和燃料电池4的空气(O2)供给量，从而调整柴油重整器3产生的H2量和燃料电池4产生的电量。若燃料电池4的最大输出功率(电量)不足负载使用，则功率平衡器6控制打开干电池7支路上的电力电子开关器件以补充电量。
[0028]本发明中的水在进入柴油重整器3前或在柴油重整器3需要被预加热到约100°C，热源主要依靠柴油机冷却水箱以及柴油重整器3中的反应热能。在柴油机启动时，燃料电池4的输出功率为零，功率平衡器6则关断燃料电池4输出电路上的电力电子开关器件，而控制干电池7向车辆用电器供电。燃料电池4有功率输出时，功率平衡器6则打开其输出电路上的电力电子开关器件。即使柴油机启动运转(或怠速)一段时间后再停止，本发明中的燃料电池系统仍可依靠自身反应热能持续工作。
[0029]通过以上控制，柴油车实现不燃烧发电、排放降低且满足不同负载的需要。
[0030]本发明的控制系统可以工作在需要经常用电的柴油车上，比如冷冻车、豪华大巴等。同时，燃料电池生成的电还可供车载其它电器设备使用，如用于驾驶室空调、照明和电视等用电设备，也可以通过输出接口对车外负载供电。
[0031]本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，比如功率转换器和功率平衡器的具体电路构成形式等，都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种柴油机辅助动力源的控制系统，其特征在于:主要包括柴油箱、水箱、柴油重整器、燃料电池、功率转换器、干电池、功率平衡器、负载； 其中，所述柴油箱和所述水箱分别与所述柴油重整器通过管道连接； 所述柴油重整器与所述燃料电池通过管道连接； 所述功率转换器包括第一功率转换器和第二功率转换器； 所述燃料电池与所述第一功率转换器电连接，所述第一功率转换器接入所述功率平衡器； 所述干电池通过所述第二功率转换器接入所述功率平衡器； 所述负载与所述功率平衡器电连接。2.如权利要求1所述的一种柴油机辅助动力源的控制系统，其特征在于:所述柴油重整器具有外壳； 所述外壳一侧设置有柴油入口、水入口，所述柴油入口、所述水入口分别经管道连接所述柴油箱和所述水箱； 所述外壳的顶部设置空气入口，用于连接空气供应管道； 所述外壳的另一侧设置有混合气体出口 ； 所述混合气体出口经管道与所述燃料电池的燃烧室连接。3.如权利要求2所述的一种柴油机辅助动力源的控制系统，其特征在于:所述燃料电池还连接有空气供应管道。4.如权利要求3所述的一种柴油机辅助动力源的控制系统，其特征在于:所述第一功率转换器和第二功率转换器，均为直流/直流或直流/交流的电力电子变换器模块。5.如权利要求4所述的一种柴油机辅助动力源的控制系统，其特征在于:第一功率转换器和/或第二功率转换器的数量不限于一个。6.如权利要求5所述的一种柴油机辅助动力源的控制系统，其特征在于:所述功率平衡器包括微芯片或PLC、与所述微芯片或PLC的控制管脚相连的检测电路、空气栗、电力电子开关器件； 所述空气栗连接所述柴油重整器的空气供应管道和所述燃料电池的空气供应管道； 所述检测电路包括负载功率检测电路、燃料电池输出功率检测电路。7.如权利要求6所述的一种柴油机辅助动力源的控制系统的工作方法，其特征在于: 所述柴油箱中的柴油与所述水箱中的水进入所述柴油重整器； 在所述柴油重整器中，柴油、水和由空气供应管道进入所述柴油重整器的空气发生裂解反应，生成以出为主的混合气体； 所述混合气体经管道进入燃料电池，所述混合气体中的出作为燃料，与经空气供应管道进入燃料电池的空气中的O2在燃料电池的燃烧室内发生燃烧反应以产生电能； 在柴油机启动时，所述燃料电池的输出功率为零，所述功率平衡器关断所述燃料电池输出电路上的电力电子开关器件，控制所述干电池向用电器供电； 在负载变化时，所述功率平衡器根据所述检测电路反馈的负载功率和燃料电池输出功率，调整所述空气栗的转速以增加或减少所述柴油重整器和所述燃料电池的空气供给量，从而调整所述柴油重整器产生的H2量和所述燃料电池产生的电量； 若燃料电池的最大电量不足所述负载使用，则所述功率平衡器控制打开干电池支路上的电力电子开关器件以补充电量。
【专利摘要】本发明公开了一种柴油机辅助动力源的控制系统，主要包括柴油箱、水箱、柴油重整器、燃料电池、功率转换器、干电池、功率平衡器、负载。用功率平衡器控制柴油重整器和燃料电池的空气供应量，产生随着负载变化而变化的电能，实现柴油机不工作(怠速或停止)时也能保证负载的正常用电，彻底解决了柴油机在停机时车载用电器的供电问题。由于燃料电池反应后只生成水，因此也同时消除了柴油机燃烧发电而生成的NOx和颗粒物，实现了柴油机的超低排放。
【IPC分类】B60K6/32, B60K6/24
【公开号】CN105459786
【申请号】CN201511031748
【发明人】刘永峰, 姚圣卓, 秦建军, 田洪森, 裴普成
【申请人】北京建筑大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月31日