[发明专利]低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统

权利要求书

1.低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，其特征在于：该系统包括储氢罐、一级减压阀、二级低压减压阀、二级高压减压阀、电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆；

所述储氢罐与一级减压阀的一端连接；

所述一级减压阀的另一端分别与二级低压减压阀和二级高压减压阀的一端连接；

所述二级低压减压阀和二级高压减压阀输出压力值不同；

所述二级高压减压阀的另一端依次与电磁阀、气体缓冲器、压力传感器和燃料电池堆连接；

所述二级低压减压阀的另一端连接在电磁阀和气体缓冲器之间；

所述电磁阀与压力传感器之间还通过模糊PID进行控制；

所述系统通过控制所述电磁阀的开闭，实现以下三种工作模式：

(1)正常低压工作模式：燃料电池堆正常工作时，由二级低压减压阀所在管路来供给氢气，二级高压减压阀管路上的电磁阀保持关闭；

(2)升压调节工作模式：开启二级高压减压阀管路上的电磁阀，向气体缓冲器内通入高压氢气；通过气体缓冲器，实现燃料电池堆中的压力在可控范围内快速上升；待燃料电池堆氢气入口压力上升至设定压力值后关闭二级高压减压阀管路，之后通过不断地快速开闭电磁阀来保持压力稳定；

(3)降压调节工作模式：关闭二级高压减压阀管路上的电磁阀，此时无高压氢气通入，待燃料电池堆内氢气消耗使氢气入口压力逐渐降低至压力设定值后，再次打开二级高压减压阀管路，之后通过控制电磁阀快速开闭来维持此时的设定压力稳定；若燃料电池堆需要回到正常低压工作模式，则只需关闭高压阀管路上的电磁阀；

所述三种工作模式切换控制标准为：

(1)通过采集进入燃料电池堆的氢气压力、氢气压力变化率以及氢气压力参考值并反馈回控制器，然后由控制器来控制二级高压减压阀所在管路的电磁阀打开间隔和打开时间，从而提前调节进入燃料电池堆的氢气压力，以在负载快速加载时实现：

①更充足的氢气供应；

②燃料电池堆更好的性能；

(2)基于环境感知和车辆功率预测功能，通过CAN总线及相关传感器获取驾驶员操作信息、道路信息和车辆状态信息，利用模糊PID控制算法来调节电磁阀门开闭次数和开通时间，从而实现氢气压力的调节，获得快速理想的燃料电池堆动态性能；

所述驾驶员操作信息包括加速踏板开度和制动踏板开度。

2.根据权利要求1所述的低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，其特征在于：所述道路信息包括坡度和交通信号。

3.根据权利要求1所述的低成本燃料电池堆阳极工作压力快速调节系统，其特征在于：所述车辆状态信息包括速度和加速度。