孔39组成了气体通道，液体通孔310组成了液体通道，液气平衡孔311组成了液气平衡通道；在电解槽的端部的上、下分别留有加液口 36和放液口 37。
[0024]本实施例中，如图4所示，所述氢气储存罐5和氧气储存罐7通过车载罐体固定座安装在车体上，所述车载罐体固定座包括基座21、安装架22、卡条24，所述基座21设置为开口半圆柱结构，基座21右端高于基座21左端，基座21右端设置有安装板23 ;所述安装架22设置为L形结构，安装架22与基座21两端相连接，所述基座21、安装架22、安装板23上并设置有安装孔，所述基座21左端垂直设置有铁柱25 ;所述卡条24设置为半圆弧结构，卡条24 —端与铁柱25相连接，卡条24另一端卡接于基座21右端。
[0025]本实施例中，所述电子控制单元17与蓄电池I相连，获得发动机蓄电池电压信号
a,电子控制单元17通过制氢氧机开关继电器2与制氢氧机相连，控制制氢氧机的启停，电子控制单元17还与氧气储存罐压力传感器9、氢气储存罐压力传感器12、氧气罐单向放气阀8、供氧气管路线性电磁阀10和供氢管路电磁阀13相连。
[0026]本实施例中，所述电子控制单元17可以获得蓄电池电压信号a、氧气储存罐压力信号f及氢气储存罐压力信号g，根据上述信号发出控制指令，控制制氢氧机开关继电器2、氧气供给管路线性电磁阀10、氢气供给管路电磁阀13及氧气罐单向放气阀8的开启和关闭。氢气及氧气储存罐中存储的氢、氧气压力均设计为3bar。在氢气及氧气储存罐与制氢氧机连接处分别设置了供氢管路单向电磁阀4和供氧管路电磁阀6，防止罐中的氢、氧气倒流回制氢氧机。并在氢气和氧气供给管路中分别设置了氢气供给管路阻燃阀16和氧气供给管路阻燃阀15，以防止回火。当氢气或氧气储存罐中某一储存罐压力高于安全压力时，为防止气罐超压，制氢氧机将停止运行。因此，为尽可能多的储存氢、氧气并保证系统运行安全，氢、氧气储存罐内压力应保持相同。由于电解Imol水可以产生Imol氢气及0.5mol氧气，为保证制氢氧机运行时氢气及氧气储存罐内压力平衡，氢气储存罐5和氧气储存罐6的体积比严格控制为2: 1同时，在氧气储存罐中设置氧气储存罐单向放气阀8，以便电子控制单元17可以根据检测到的氢气储存罐压力f和氧气储存罐压力g两个信号，发出控制信号e打开氧气储存罐单向放气阀8，使氢、氧气储存罐压力保持相同。制氢氧机I采用离子交换膜电解水制氢装置，该装置氢、氧气出口压力分别恒定为3bar。
[0027]一种低排放环保车载制氢装置的控制方法，包括以下步骤:
[0028](I)制氢及储氢过程:电子控制单元17首先检测蓄电池电压信号a、氢气储存罐压力信号f和氧气储存罐压力信号g，在蓄电池I电压高于12伏，且氢、氧气罐压力低于3bar时，电子控制单元17发出控制信号b接通制氢氧机开关继电器2使制氢氧机3开始制氢气、氧气，所制得的氢气与氧气分别通过管路进入氢气储存罐5及氧气储存罐7中。当蓄电池电压低于12伏或氢、氧气储存罐压力中的任何一个的压力高于3bar时，电子控制单元17发出控制信号b，断开制氢氧机开关继电器2使制氢氧机3停止运行。由于在氢气及氧气储存罐与制氢氧机相连接的管路中分别安装了供氢管路单向阀4和供氧管路单向阀6，因而已经制得并存储在氢气及氧气储存罐中的氢、氧气不会倒流回制氢氧机3。
[0029](2)供气过程:一种车载氢-氧制取、储存、供给系统可以提供纯氢气以及氢氧混合气两种供气模式，以满足不同工况下发动机对氢、氧气的供给要求。
[0030]I)在供给纯氢气时，电子控制单元17发出控制信号c打开供氢管路电磁阀13，并发出控制信号d关闭供氧管路线性电磁阀10，使氢气通过供氢管路14及氢气供给管路阻燃阀16进入发动机氢气轨。同时，电子控制单元17根据检测到的氧气储存罐压力信号f及氢气储存罐压力信号g，当氧气储存罐压力和氢气储存罐压力不相等时，电子控制单元发出控制信号e打开氧气储存罐单向放气阀8使部分氧气排出进入驾驶室，以保证氢、氧气罐压力保持相等。
[0031]2)在供给氢氧混合气时，电子控制单元17发出控制信号c打开供氢管路电磁阀13，使氢气通过供氢管路14及供氢管路阻燃阀16进入发动机氢气轨。同时，电子控制单元17发出控制信号d打开供氧管路线性电磁阀10，并根据检测到的氢、氧气储存罐压力调整供氧管路线性电磁阀10的开度，保持氢气及氧气储存罐中的压力平衡，使氧气通过供氧管路11及供氧管路阻燃阀15进入到发动机进气总管，以提高发动机进气中的氧气浓度并实现富氧燃烧。
[0032]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种低排放环保车载制氢装置，其特征在于:该装置包括:发动机蓄电池、制氢氧机、制氢氧机开关继电器、氢气及氧气储存系统和电子控制单元，所述电子控制单元与蓄电池相连，蓄电池通过制氢氧机开关继电器连接到制氢氧机，制氢氧机上连接有氢气及氧气储存系统；所述电子控制单元与氧气储存罐压力传感器、氢气存储罐压力传感器、氧气罐单向放气阀、供氧气管路性电磁阀和供氢管路电磁阀相连； 所述氢气及氧气储存系统包括与制氢氧机相连通的氢气储存罐和氧气储存罐、连接在制氢氧机和氢气储存罐之间的连接管路上的供氢管路单向电磁阀、连接在制氢氧机和氧气储存罐之间的连接管路上的供氧管路单向电磁阀、安装在氧气储气罐上部的氧气罐单向放气阀和氧气储存罐压力传感器、安装在氢气储气罐上方的氢气储存罐压力传感器、与氧气储存罐相连通的供氧管路、与氢气储存罐相连通的供氢管路、连接在供氧管路上的供氧气管路线性电磁阀和氧气供给管路阻燃阀、以及连接在供氢管路上的供氢管路电磁阀和氢气供给管路阻燃阀。
2.根据权利要求1所述的一种低排放环保车载制氢装置，其特征在于:所述氢气储存罐和氧气储存罐通过车载罐体固定座安装在车体上，所述车载罐体固定座包括基座、安装架、卡条，所述基座设置为开口半圆柱结构，基座右端高于基座左端，基座右端设置有安装板；所述安装架设置为L形结构，安装架与基座两端相连接，所述基座、安装架、安装板上并设置有安装孔，所述基座左端垂直设置有铁柱；所述卡条设置为半圆弧结构，卡条一端与铁柱相连接，卡条另一端卡接于基座右端。
3.应用权利要求1所述装置的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)制氢及储氢过程:电子控制单元首先检测蓄电池电压信号a、氢气储存罐压力信号f和氧气储存罐压力信号g，在蓄电池电压高于十二伏，且氢、氧气罐压力低于3bar时，电子控制单元发出控制信号b接通制氢氧机开关继电器使制氢氧机开始制氢气、氧气，所制得的氢气与氧气分别通过管路进入氢气储存罐及氧气储存罐中；当蓄电池电压低于十二伏或氢、氧气储存罐压力中的任何一个的压力高于3bar时，电子控制单元发出控制信号b，断开制氢氧机开关继电器使制氢氧机停止运行；由于在氢气及氧气储存罐与制氢氧机相连接的管路中分别安装了供氢管路单向阀和供氧管路单向阀，因而已经制得并存储在氢气及氧气储存罐中的氢、氧气不会倒流回制氢氧机； (2)供气过程:提供纯氢气以及氢氧混合气两种供气模式，以满足不同工况下发动机对氢、氧气的供给要求； 1)在供给纯氢气时，电子控制单元发出控制信号c打开供氢管路电磁阀，并发出控制信号d关闭供氧管路线性电磁阀，使氢气通过供氢管路及氢气供给管路阻燃阀进入发动机氢气轨；同时，电子控制单元根据检测到的氧气储存罐压力信号f及氢气储存罐压力信号g，当氧气储存罐压力和氢气储存罐压力不相等时，电子控制单元发出控制信号e打开氧气储存罐单向放气阀使部分氧气排出进入驾驶室，以保证氢、氧气罐压力保持相等； 2)在供给氢氧混合气时，电子控制单元发出控制信号c打开供氢管路电磁阀，使氢气通过供氢管路及供氢管路阻燃阀进入发动机氢气轨，同时，电子控制单元发出控制信号d打开供氧管路线性电磁阀，并根据检测到的氢、氧气储存罐压力调整供氧管路线性电磁阀的开度，保持氧气储存罐压力和氢气储存罐压力相等，使氧气通过供氧管路及供氧管路阻燃阀进入到发动机进气总管，以提高发动机进气中的氧气浓度并实现富氧燃烧。
【专利摘要】本发明提供一种低排放环保车载制氢装置及控制方法。车载制氢装置包括:发动机蓄电池、制氢氧机、制氢氧机开关继电器、氢气及氧气储存系统和电子控制单元，所述电子控制单元与蓄电池相连，蓄电池通过制氢氧机开关继电器连接到制氢氧机，制氢氧机上连接有氢气及氧气储存系统，本发明针对氢气基础设施建设不足、加氢困难及现有制氢系统难以实现氢、氧气储存的问题，提出了一种适合车用的在线制氢、储氢及氢氧混合气供给系统，本系统中氢气和氧气的储存压力较低(约为3bar)，因而氢气及氧气储存罐的强度可以较传统车用高压氢气、氧气储存罐大幅降低，从而减少了制氢系统的重量及制造成本，有利于提高整车经济性和系统实用性。
【IPC分类】F02D19-02, F02M25-12
【公开号】CN104791150
【申请号】CN201510126458
【发明人】纪常伟, 冯雨, 汪硕峰, 徐溥言, 余梦辉, 苏腾
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月21日