本發(fā)明涉及汽車動力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著世界全球氣候惡化、石油危機(jī)加劇和人口劇增帶來的影響不斷加重，實行可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略迫在眉睫。氫是一種優(yōu)質(zhì)的能源載體，氫能燃料電池能夠保證陸用、水用、航天及鐵路交通工具足夠的行駛里程，且比傳統(tǒng)汽油、柴油內(nèi)燃機(jī)車更環(huán)保。

氫能燃料電池汽車是新能源汽車的一種，氫能燃料電池通過電化學(xué)反應(yīng)在不燃燒的情況下將氫的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，氫能燃料電池的化學(xué)反應(yīng)不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此氫能燃料電池汽車是無污染汽車，并且氫能燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)要高，能量密度大，能量利用率高，氫能燃料來源廣泛，因此氫能燃料電池汽車是新能源汽車發(fā)展的重要方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的實施例提供了一種可保證氫能燃料電池汽車穩(wěn)定運行的動力系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的實施例提供了一種氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)，包括儲氫介質(zhì)罐、氫氣析出反應(yīng)釜、儲氫介質(zhì)傳送泵、氣液分離裝置、氫氣儲存罐、氫能燃料電池、直流轉(zhuǎn)換器、車載蓄電池、電機(jī)和控制器，所述儲氫介質(zhì)罐包括相互隔離的儲氫介質(zhì)存放室和儲氫介質(zhì)回收室，所述儲氫介質(zhì)存放室中存有吸收了氫氣的介質(zhì)，并連接到所述反應(yīng)釜的一加熱裝置中，所述氫氣析出反應(yīng)釜通過管道連接到所述氣液分離裝置，所述氣液分離裝置通過管道連接到所述氫氣儲存罐和所述儲氫介質(zhì)罐的儲氫介質(zhì)回收室，析出的氫氣和析出了氫氣的儲氫介質(zhì)從氫氣析出反應(yīng)釜中傳送到氣液分離裝置中，并在氣液分離裝置中進(jìn)行氣液分離，氣態(tài)的氫氣被傳送到氫氣儲存罐中，液態(tài)的儲氫介質(zhì)回流到儲氫介質(zhì)回收室中并可被循環(huán)使用，所述氫氣儲存罐通過管道將氫氣輸送給所述氫能燃料電池，所述氫能燃料電池用于通過電化學(xué)反應(yīng)在不燃燒的情況下將氫的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，所述電能被輸送到所述直流轉(zhuǎn)換器，所述直流轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)化為符合充電要求的直流電壓，對所述車載蓄電池充電，所述車載蓄電池用于在氫能燃料電池汽車運行時給電機(jī)供電；所述控制器連接到所述儲氫介質(zhì)傳送泵和所述車載蓄電池，并根據(jù)所述車載蓄電池的電量控制所述儲氫介質(zhì)傳送泵的啟動和停止。

進(jìn)一步地，所述儲氫介質(zhì)傳送泵設(shè)置在所述儲氫介質(zhì)存放室和所述加熱裝置之間的管道上。

進(jìn)一步地，所述加熱裝置用于對被儲氫介質(zhì)傳送泵從儲氫介質(zhì)存放室中傳送過來的吸收了氫氣的儲氫介質(zhì)進(jìn)行加熱，使所述儲氫介質(zhì)在催化劑的作用下將氫氣析出。

進(jìn)一步地，所述氫能燃料電池設(shè)有一冷卻系統(tǒng)，用來冷卻該氫能燃料電池。

進(jìn)一步地，所述控制器包括一泵控制單元、一蓄電池電量監(jiān)測單元和一控制處理單元，所述泵控制單元連接到所述儲氫介質(zhì)傳送泵，用來控制所述儲氫介質(zhì)傳送泵的開啟和關(guān)閉，所述蓄電池電量監(jiān)測單元用來監(jiān)測所述車載蓄電池的電量，所述控制處理單元分別連接到所述泵控制單元和蓄電池電量監(jiān)測單元。

一種基于上述氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)的析氫控制方法，包括如下步驟：

判斷一車載蓄電池的當(dāng)前電量是否小于一第一預(yù)設(shè)值，若是，控制儲氫介質(zhì)傳送泵啟動，并讓所述儲氫介質(zhì)傳送泵以第一功率運行而將所述儲氫介質(zhì)存放室中的儲氫介質(zhì)傳送到所述氫氣析出反應(yīng)釜中進(jìn)行析氫；

若不是，判斷所述車載蓄電池的當(dāng)前電量是否大于一第二預(yù)設(shè)值，并在所述車載蓄電池的當(dāng)前電量大于所述第二預(yù)設(shè)值時關(guān)閉所述儲氫介質(zhì)傳送泵。

本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：本發(fā)明的氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)及其控制方法可根據(jù)監(jiān)控到的車載蓄電池的當(dāng)前電量而啟動或關(guān)閉儲氫介質(zhì)傳送泵，從而保證動力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)的一組成圖。

圖2是圖1的氫能燃料電池汽車的一控制器的一組成圖。

圖3是本發(fā)明氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)的控制方法的一流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地描述。

請參考圖1，本發(fā)明的實施例提供了一種氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)，該動力系統(tǒng)包括儲氫介質(zhì)罐10、氫氣析出反應(yīng)釜20、儲氫介質(zhì)傳送泵30、氣液分離裝置40、氫氣儲存罐50、氫能燃料電池60、直流轉(zhuǎn)換器61、車載蓄電池62、電機(jī)63和控制器70。

儲氫介質(zhì)罐10包括相互隔離的儲氫介質(zhì)存放室11和儲氫介質(zhì)回收室12，儲氫介質(zhì)存放室11中存有吸收了氫氣的介質(zhì)，這種介質(zhì)作為氫的載體一般以液態(tài)的形式存在，從而方便儲存、運輸和傳送；儲氫介質(zhì)存放室11通過傳輸管道連接到反應(yīng)釜20的一加熱裝置21中，儲氫介質(zhì)傳送泵30設(shè)置在儲氫介質(zhì)存放室11和加熱裝置21之間的管道上。

氫氣析出反應(yīng)釜20中存放有催化劑，儲氫介質(zhì)被儲氫介質(zhì)傳送泵30從儲氫介質(zhì)存放室11中傳送到反應(yīng)釜20的加熱裝置21中后，加熱裝置21對儲氫介質(zhì)加熱到一定的溫度，如200~300℃，儲氫介質(zhì)在催化劑的作用下將氫氣析出。

氫氣析出反應(yīng)釜20通過管道連接到氣液分離裝置40，氣液分離裝置40通過管道連接到氫氣儲存罐50和儲氫介質(zhì)罐10的儲氫介質(zhì)回收室12，析出的氫氣和析出了氫氣的儲氫介質(zhì)從氫氣析出反應(yīng)釜20中傳送到氣液分離裝置40中，并在氣液分離裝置40中進(jìn)行氣液分離，氣態(tài)的氫氣被傳送到氫氣儲存罐50中，液態(tài)的儲氫介質(zhì)回流到儲氫介質(zhì)回收室12中并可被循環(huán)使用。

氫氣儲存罐氫氣儲存罐所述氫氣儲存罐50通過管道將氫氣輸送給所述氫能燃料電池60，所述氫能燃料電池60通過電化學(xué)反應(yīng)在不燃燒的情況下將氫的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，所述電能被輸送到所述直流轉(zhuǎn)換器61，所述直流轉(zhuǎn)換器61將電能轉(zhuǎn)化為符合充電要求的直流電壓，從而對車載蓄電池62充電；氫能燃料電池汽車運行時，車載蓄電池62對電機(jī)63供電，從而驅(qū)動氫能燃料電池汽車運行；所述氫能燃料電池60設(shè)有一冷卻系統(tǒng)69用來冷卻該氫能燃料電池60，從而保證氫能燃料電池60穩(wěn)定運行。

請一并參閱圖1和圖2，所述控制器70連接到儲氫介質(zhì)傳送泵30和車載蓄電池62，所述控制器70包括一泵控制單元71、一蓄電池電量監(jiān)測單元73和一控制處理單元74，所述泵控制單元71連接到儲氫介質(zhì)傳送泵30，用來控制儲氫介質(zhì)傳送泵30傳送儲氫介質(zhì)的流速；所述蓄電池電量監(jiān)測單元73用來監(jiān)測所述車載蓄電池的電量，所述控制處理單元74分別連接到所述泵控制單元71和蓄電池電量監(jiān)測單元73。

請參閱圖3，其為控制處理單元74根據(jù)蓄電池62的電量情況對動力系統(tǒng)進(jìn)行控制的流程圖，其包括如下步驟。

步驟301，控制處理單元74查看蓄電池電量監(jiān)測單元73監(jiān)測到的電池電量是否小于車載蓄電池62容量的一第一預(yù)設(shè)值，例如小于車載蓄電池62容量的40%；若是，到步驟303；若不是，到步驟302。

步驟302，控制處理單元74查看蓄電池電量監(jiān)測單元73監(jiān)測到的電池電量是否大于車載蓄電池62容量的一第二預(yù)設(shè)值，例如大于車載蓄電池62容量的95%；若是，到步驟304；若不是，到步驟303。

步驟303，泵控制單元71控制儲氫介質(zhì)傳送泵30啟動，并讓儲氫介質(zhì)傳送泵30以第一功率運行，則儲氫介質(zhì)傳送泵30將儲氫介質(zhì)存放室11中的儲氫介質(zhì)傳送到氫氣析出反應(yīng)釜20中，氫氣析出反應(yīng)釜20的加熱裝置21對儲氫介質(zhì)加熱到一定的溫度，而后儲氫介質(zhì)在催化劑的作用下將氫氣析出，析出的氫氣流經(jīng)氣流分離裝置40和氫氣儲存罐50后被輸送給氫能燃料電池，而后回到步驟301。

步驟304，控制處理單元74關(guān)閉儲氫介質(zhì)傳送泵30，而后回到步驟301。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達(dá)技術(shù)方案的清楚及方便。應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。

在不沖突的情況下，本文中上述實施例及實施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。