[发明专利]基于燃料电池的内燃机余热利用混合动力系统

权利要求书

1.基于燃料电池的内燃机余热利用混合动力系统，主要包括：内燃机1，内燃机控制单元2，内燃机排气温度传感器3，内燃机排气管4，内燃机进气管5，燃料重整器6，重整燃料控制阀7，重整气净化分离装置8，重整燃料储存器9，气泵10，外接注氢接口11，重整气储存器12，重整气压力传感器13，重整气控制阀14，燃料电池15，加速踏板位置传感器16，制动踏板位置传感器17，车速传感器18，混合动力控制单元19，离合器踏板位置传感器20，燃料电池控制器21，蓄电池控制器22，蓄电池23，电动机/发电机控制器24，电动机/发电机25，离合器26，变速器27，动力输出轴28；内燃机1的排气管4与燃料重整器6相连，该燃料重整器6安装在内燃机1的尾气后处理装置之后；在尾气后处理装置与燃料重整器6之间的排气管4上安装内燃机排气温度传感器3，以检测排气温度；重整燃料储存器9与燃料重整器6之间设置重整燃料控制阀7，以控制进入燃料重整器6中的燃料流量；在燃料重整器6的重整富氢气出口处安装重整气净化分离装置8，净化后的重整富氢气经气泵10泵入重整气储存器12中进行储存，分离后的其他可燃气体杂质则引回内燃机1的进气管5，从而使可燃气体杂质进入内燃机1内燃烧；重整气储存器12的富氢气体出口与燃料电池15的燃料入口相连，在燃料电池15与重整气储存器12之间安装重整气控制阀14，以控制进入燃料电池15的重整富氢气流量；燃料电池15受燃料电池控制器21的控制，蓄电池23受蓄电池控制器22的控制，燃料电池控制器21和蓄电池控制器22受混合动力控制单元19控制；重整富氢气经重整气控制阀14进入燃料电池15转化为电能，并储存于蓄电池23；在内燃机1输出轴装有电动机/发电机25，且二者同轴相连，电动机/发电机25受电动机/发电机控制器24控制，电动机/发电机控制器24受混合动力控制单元19控制；内燃机1的输出功率经离合器26、变速器27至动力输出轴28，传递给驱动车轮，进而驱动车辆行驶；混合动力控制单元19接收来自内燃机控制单元2、燃料电池控制器21、蓄电池控制器22、电动机/发电机控制器24的反馈信号以及各传感器的信号，同时向内燃机控制单元2、燃料电池控制器21、蓄电池控制器22、电动机/发电机控制器24、重整燃料控制阀7，气泵10以及重整气控制阀14发送控制指令。

2.根据权利要求1所述的基于燃料电池的内燃机余热利用混合动力系统，其特征在于内燃机自动起停的控制方法，具体如下： 

当内燃机处于冷机起动时，混合动力控制单元19向电动机/发电机控制器24发出控制指令，使电动机/发电机25工作为电动机模式，拖动内燃机1转动，同时，混合动力控制单元19向内燃机控制单元2发出指令，使内燃机1不进行点火喷油，在内燃机1转速达到怠速转速以上后，混合动力控制单元19向内燃机控制单元2发出指令，使内燃机开始点火喷油，实现内燃机1缸内的正常燃烧过程，此时，混合动力控制单元19再向电动机/发电机控制器24发出指令，将电动机/发电机25置于空转状态，实现冷车启动下内燃机1的快速起动；

当车辆处于停车，而内燃机1将进入怠速工作时，混合动力控制单元19向内燃机控制单元2发出指令，切断内燃机1的点火喷油，使内燃机1停止工作，此时，燃料重整器6、燃料电池15以及电动机/发电机25均停止工作，车辆所需的能量全部由蓄电池23提供，实现内燃机1的自动停止；

当内燃机处于热机启动时，混合动力控制单元19检测到离合器踏板位置传感器20发出的离合器26分离信号，以及制动踏板位置传感器发出的制动踏板分离信号后，混合动力控制单元19向电动机/发电机控制器24发出指令，使电动机/发电机25工作为电动机模式，拖动内燃机1转动，同时，混合动力控制单元19向内燃机控制单元2发出指令，使内燃机1不进行点火喷油，在内燃机1转速达到怠速转速以上后，混合动力控制单元19向内燃机控制单元发出指令，使内燃机开始点火喷油，实现内燃机1缸内的正常燃烧过程，此时，混合动力控制单元19再向电动机/发电机控制器24发出指令，将电动机/发电机25置于空转状态，从而实现热车启动下内燃机1的快速起动。