[发明专利]一种燃料电池汽车氢气管理系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池汽车氢气管理系统，包括氢气控制单元(HCU)、车载氢气检测与控制模块和氢气安全模块，所述氢气控制单元(HCU)用于对车载氢气系统进行管理、整车氢气安全检测及报警、接收燃料电池控制单元(FCU)的控制指令及向FCU发送氢气系统检测信号，所述车载氢气检测与控制模块包括氢气瓶安全检测、瓶口阀控制和调压系统检测，将氢气瓶内的氢气经减压阀减压后送至燃料电池电堆，所述氢气安全模块用于整车氢气泄漏检测。本发明的有益效果：本发明所提出的燃料电池汽车氢气管理系统与燃料电池系统及整车控制、仪表系统的接口清晰，实现了车载氢气相关信号的统一采集与处理，系统安全可靠，适合推广应用。

技术领域

本发明属于氢能燃料电池汽车领域，涉及一种氢气管理技术，具体是一种燃料电池汽车氢气管理系统。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高，燃料电池是最有发展前途的发电技术。氢气作为燃料电池汽车的动力源，由于其本身的易燃易爆性、分子小难密封以及氢脆等问题，使得燃料电池汽车氢气系统存在一定的安全隐患，燃料电池汽车氢气系统使用不够可靠，而燃料电池汽车氢气系统的安全性是人们首先关心的问题，现有的燃料电池汽车氢气管理系统与燃料电池系统、整车控制和仪表系统之间的接口不够清晰，没有实现车载氢气相关信号的统一采集与处理。为解决上述缺陷，现提供一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池汽车氢气管理系统。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何使燃料电池汽车氢气系统在使用时更加安全、可靠；

(2)如何实现燃料电池汽车氢气管理系统与燃料电池系统及整车控制、仪表系统的接口清晰；

(3)如何实现燃料电池汽车车载氢气相关信号的统一采集与处理。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现；

一种燃料电池汽车氢气管理系统，包括氢气控制单元(HCU)、车载氢气检测与控制模块和氢气安全模块，所述氢气控制单元与氢气控制单元、车载氢气检测与控制模块和氢气安全模块均通信连接，所述车载氢气检测与控制模块包括氢气瓶安全检测、瓶口阀控制和调压系统检测，且所述车载氢气检测与控制模块，所述氢气控制单元通信连接有燃料电池控制单元(FCU)，且所述燃料电池控制单元通信连接有整车控制器、电池管理单元和组合仪表。所述氢气控制单元(HCU)用于对车载氢气系统进行管理、整车氢气安全检测及报警、接收燃料电池控制单元(FCU)的控制指令及向FCU发送氢气系统检测信号，所述车载氢气检测与控制模块包括氢气瓶安全检测、瓶口阀控制和调压系统检测，且所述车载氢气检测与控制模块用于控制瓶口阀开关，将氢气瓶内的氢气经减压阀减压后送至燃料电池电堆，所述氢气安全模块用于整车氢气泄漏检测，所述燃料电池控制单元(FCU)负责与整车控制器、组合仪表及电池管理单元(BMU)之间的通讯。

进一步的，所述氢气控制单元(HCU)采用车用32位控制器，24V供电，具备10路以上12位精度温度AD采样口、6路以上12位精度电压AD采样口、5路以上PWM输入口、10路以上低边驱动口和1路以上12V传感器供电口，且氢气控制单元(HCU)还具备通信CAN接口及接地口，12位精度温度AD采样口用于采集氢气瓶温度信号，6路以上12位精度电压AD采样口用于采集氢气瓶压力信号，多余的采样口可用来采集电压输出的氢气浓度信号，5路以上PWM输入口，负责采集PWM输出的氢气浓度信号，10路以上低边驱动口负责控制瓶口阀开关，1路以上12V传感器供电口负责为氢气浓度传感器供电。

进一步的，所述瓶口阀集成温度传感器、TPRD和开关电磁阀，并具有高压压力传感器安装接口，所述高压压力传感器数量为1～3个，所述减压阀后设置有中压压力传感器。