一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置及控制方法与流程

文档序号:22475969发布日期:2020-10-09 22:16阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:包括储水箱体(1)以及与储水箱体(1)连通的进水管(2)、排水组件、雾化组件、排气组件以及控制器;

所述排水组件、雾化组件以及排气组件与控制器连接;

所述进水管(2)与燃料电池的排水管(3)连接;

所述排气组件用于将夹杂在燃料电池尾排水中的水蒸汽排出至储水箱体(1)外;

所述雾化组件用于对储水箱体(1)内的燃料电池尾排水雾化并排出至储水箱体(1)外;

所述排气组件设置在排水组件以及雾化组件的上方。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:所述排水组件包括排水管(3)以及排水电磁阀(4),排水管(3)通过排水电磁阀(4)控制开闭,所述排水电磁阀(4)与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:所述雾化组件包括雾化器(5)以及雾化喷嘴(6),所述雾化器(5)输入端与储水箱体(1)连接,输出端与雾化喷嘴(6)连接;

所述雾化器(5)与控制器连接。

4.根据权利要求5所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:雾化器(5)输出端与雾化喷嘴(6)的连接部位还设有向下延伸的回流管(9),所述回流管(9)另一端与储水箱体(1)连接;

所述回流管(9)靠近储水箱体(1)一端还设有防逆流组件(91)。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:所述排气组件包括排气管(7),所述排气管(7)一端为用于与储水箱体(1)连接的连接端,另一端为开口端;

所述排气管(7)内壁下沿与水平线存在夹角α;

所述排气管(7)内壁下沿靠近开口端的高度大于连接端的高度。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:储水箱体(1)设有用于连接排气组件的排气口,排气口设有金属网(8);

所述金属网(8)为80目不锈钢金属网(8)。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置,其特征在于:储水箱体(1)上还设有与控制器信号输入端连接的低水位传感器(10)以及高水位传感器(11);

控制器信号输入端还连接有整车控制器vcu,vcu输出的can信号包括车速信息、室外温度信息以及钥匙档位信息;

控制器信号输入端还连接有用于采集燃料电池状态信息的电堆温度传感器、电流传感器、空气流量传感器以及空气压力传感器;

所述电堆温度传感器用于采集燃料电池内部温度tfc;

所述电流传感器用于采集燃料电池输出电流ifc;

所述空气流量传感器用于采集阴极入口空气流量n2;

所述空气压力传感器用于采集阴极空气压强p2。

8.基于权利要求7所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置的控制方法为:

s1、控制器通过信号输入端采集信号,判断车辆是否下电,下电则在延迟t1时间后保持排水电磁阀为常开状态;

s2、车辆未下电则通过获取can信号获取室外环境t0,若t0≥0℃则保持保持排水电磁阀为常开状态,若t0<0℃则关闭排水电磁阀;

s3、通过获取can信号判断当前车速v是否大于预先设定的速度阈值v0,不大于则雾化器与排水电磁阀保持当前工作状态;

s4、v>v0则判断q是否大于预先设定的收集水量最大允许值qmax,不大于则雾化器与排水电磁阀保持当前工作状态;

s5、q>qmax则判断燃料电池产水速率l是否大于预先设定的燃料电池产水速率阈值lmax,l>lmax则调节雾化器为高功率工作模式,l≤lmax则调节雾化器为低功率工作模式;

s6、判断q是否小于预先设定的收集水量最小允许值qmin,若q<qmin则关闭雾化器,若q≥qmin则保持雾化器与排水电磁阀为当前工作状态。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置的控制方法,其特征在于,计算步骤s5中燃料电池产水速率l的方法为:

a1、根据热动力学水蒸气特性map得到当前状态下水蒸气分压p1;

a2、根据p1和p2计算水蒸气和空气的分压比

a3、计算氧气消耗量其中f为法拉第常数;

a4、计算空气消耗量其中r是氧气在空气中的占比,即r=21%;

a5、计算带走水分的空气流量n=n2-n1;

a6、计算带走的水量w=n*ε,单位时间内的产水量即为燃料电池的产水速率l。


技术总结
本发明提供了一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置及控制方法,包括储水箱体以及与储水箱体连通的进水管、排水组件、雾化组件、排气组件以及控制器;所述进水管与燃料电池的排水管连接;所述排气组件用于将夹杂在燃料电池尾排水中的水蒸汽排出至储水箱体外;所述雾化组件用于对储水箱体内的燃料电池尾排水雾化并排出至储水箱体外;所述排气组件设置在排水组件以及雾化组件的上方。本发明所述的一种燃料电池汽车尾排水收集与雾化装置对尾排水进行合理的收集与排放,解决了冬季燃料电池车辆在红绿灯路口停车等待时尾排水直接流向地面造成该区域路面积水结冰的问题。

技术研发人员:李佳帅;杨天;王林波;季传龙;朱仲文;聂彦鑫;张宏超;岳东东
受保护的技术使用者:中国汽车技术研究中心有限公司;中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司
技术研发日:2020.04.28
技术公布日:2020.10.09
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