一种燃料电池水路三通阀及其控制系统的制作方法

本发明涉及燃料电池系统，尤其涉及一种燃料电池水路三通阀及其控制系统。

背景技术：

1、目前市面上的三通阀基本上采用电机加弹簧的方式共同调节，如申请号为cn201810659173.2、名称为新能源车冷却系统的三通阀组件的控制方法的中国发明专利，使用时，首先通过电机转动打开三通阀，阀门达到一定开度，当开度需要调小或者关闭三通阀时，弹簧配合拉回三通阀内部阀门，这种三通阀掉电靠弹簧弹性势能归位。但是，随着使用时间延长，且由于外部环境温度的影响加速弹簧的老化，弹簧的弹性势能势必减弱，会出现阀体无法完全归位，导致三通阀关不紧，因此产品的使用寿命较短。在精度控制方面，三通阀的开度是由齿轮和弹簧共同作用于三通阀阀门，弹簧的开度随着时间的推移，精度会变差，开启的开度达不到预期的效果，影响整个系统的性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种控制精度高、使用寿命长的燃料电池水路三通阀及其控制系统。

2、为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：一种燃料电池水路三通阀，包括底座、电机、动力输入轴和阀门控制轴，所述底座上设有齿轮组和限位部，所述电机与动力输入轴连接，所述动力输入轴通过齿轮组与阀门控制轴连接，所述限位部用以限定齿轮组的旋转角度。

3、进一步地，所述齿轮组包括一级齿轮、二级同轴齿轮和三级齿轮，所述动力输入轴、一级齿轮、二级同轴齿轮、三级齿轮和阀门控制轴依次连接。

4、进一步地，所述限位部包括第一限位凸台和第二限位凸台，所述齿轮组上设有与第一限位凸台和第二限位凸台卡接的限位块。

5、一种燃料电池水路三通阀控制系统，包括主控芯片、nmos管、光电耦合器和反馈采样模块，所述电机的第一引脚和第二引脚分别连接一组nmos管的d极，所述nmos管的g极通过对应的光电耦合器与主控芯片连接，所述nmos管的s极与反馈采样模块连接。

6、进一步地，所述光电耦合器的第一引脚与主控芯片的pwm接口之间设有第一电阻，所述光电耦合器的第二引脚连接第二12v蓄电池电源，所述光电耦合器的第三引脚连接12v隔离电源，所述光电耦合器的第四引脚通过第二电阻接地。

7、进一步地，所述反馈采样模块包括电流传感器，所述nmos管的s极与电流传感器的第一引脚连接，所述电流传感器的第二引脚接地。

8、进一步地，所述反馈采样模块还包括运算放大器，所述运算放大器的第三引脚连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接电流传感器的第一引脚，所述运算放大器的第二引脚分别连接第四电阻和第五电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端分别连接运算放大器的第一引脚和第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别连接电容和主控芯片。

9、进一步地，所述nmos管的d极连接续流二极管的负极，所述续流二极管的正极接地。

10、进一步地，所述续流二极管的负极分别连接电机的第一引脚和第二引脚，所述电机的第三引脚和第四引脚连接第一12v蓄电池电源的正极。

11、本发明的燃料电池水路三通阀及其控制系统的有益效果在于：相较于传统的带弹簧三通阀相比，设计限位部限制齿轮组的转角从而控制阀门的开度，控制精度上有很大提高，保证了三通阀开闭的可靠性，延长了产品的使用寿命，而且零部件的更换成本较低。

技术特征：

1.一种燃料电池水路三通阀，其特征在于，包括底座、电机、动力输入轴和阀门控制轴，所述底座上设有齿轮组和限位部，所述电机与动力输入轴连接，所述动力输入轴通过齿轮组与阀门控制轴连接，所述限位部用以限定齿轮组的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的燃料电池水路三通阀，其特征在于，所述齿轮组包括一级齿轮、二级同轴齿轮和三级齿轮，所述动力输入轴、一级齿轮、二级同轴齿轮、三级齿轮和阀门控制轴依次连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池水路三通阀，其特征在于，所述限位部包括第一限位凸台和第二限位凸台，所述齿轮组上设有与第一限位凸台和第二限位凸台卡接的限位块。

4.一种权利要求1～3任一项所述的燃料电池水路三通阀的燃料电池水路三通阀控制系统，其特征在于，包括主控芯片、nmos管、光电耦合器和反馈采样模块，所述电机的第一引脚和第二引脚分别连接一组nmos管的d极，所述nmos管的g极通过对应的光电耦合器与主控芯片连接，所述nmos管的s极与反馈采样模块连接。

5.根据权利要求4所述的燃料电池水路三通阀控制系统，其特征在于，所述光电耦合器的第一引脚与主控芯片的pwm接口之间设有第一电阻，所述光电耦合器的第二引脚连接第二12v蓄电池电源，所述光电耦合器的第三引脚连接12v隔离电源，所述光电耦合器的第四引脚通过第二电阻接地。

6.根据权利要求4所述的燃料电池水路三通阀控制系统，其特征在于，所述反馈采样模块包括电流传感器，所述nmos管的s极与电流传感器的第一引脚连接，所述电流传感器的第二引脚接地。

7.根据权利要求6所述的燃料电池水路三通阀控制系统，其特征在于，所述反馈采样模块还包括运算放大器，所述运算放大器的第三引脚连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接电流传感器的第一引脚，所述运算放大器的第二引脚分别连接第四电阻和第五电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端分别连接运算放大器的第一引脚和第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别连接电容和主控芯片。

8.根据权利要求4所述的燃料电池水路三通阀控制系统，其特征在于，所述nmos管的d极连接续流二极管的负极，所述续流二极管的正极接地。

9.根据权利要求8所述的燃料电池水路三通阀控制系统，其特征在于，所述续流二极管的负极分别连接电机的第一引脚和第二引脚，所述电机的第三引脚和第四引脚连接第一12v蓄电池电源的正极。

技术总结
本发明涉及燃料电池系统，尤其涉及一种燃料电池水路三通阀，包括底座、电机、动力输入轴和阀门控制轴，所述底座上设有齿轮组和限位部，所述电机与动力输入轴连接，所述动力输入轴通过齿轮组与阀门控制轴连接，所述限位部用以限定齿轮组的旋转角度。还提供一种燃料电池水路三通阀控制系统，包括主控芯片、NMOS管、光电耦合器和反馈采样模块，所述电机的第一引脚和第二引脚分别连接一组NMOS管的D极，所述NMOS管的G极通过对应的光电耦合器与主控芯片连接，所述NMOS管的S极与反馈采样模块连接。相较于传统的带弹簧三通阀相比，控制精度上有很大提高，保证了三通阀开闭的可靠性，延长了产品的使用寿命，而且零部件的更换成本较低。

技术研发人员：赖金铃,龚泽鹏,黄豪,杨彬彬
受保护的技术使用者：福建雪人氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15