[发明专利]用于燃料电池的车载氢系统、控制方法和存储介质

说明书

本发明提供了用于燃料电池的车载氢系统、该系统的控制方法和计算机可读存储介质。该车载氢系统包括氢气供给部分。该氢气供给部分包括：减压器，用于降低氢气的压力至燃料电池适用的范围；氢气缓存部件，设置在减压器和燃料电池之间，用于增加减压器和燃料电池之间的氢气储存容积；电磁阀，设置在减压器和氢气缓存部件之间，适于被控制以改变开度；以及流量传感器，设置在氢气缓存部件和燃料电池之间，用于检测管路中流向燃料电池的氢气流量。该车载氢系统还包括控制器，根据流量传感器的测量值来控制电磁阀的开度。以此方式，能够提高车载氢系统的氢气供给能力，为燃料电池提供压力稳定、大流量的氢气供应。

技术领域

本发明主要涉及氢燃料电池，并且更具体地，涉及用于燃料电池的车载氢系统、控制方法和存储介质。

背景技术

车载氢系统是燃料电池汽车的燃料储存和供给系统，其安全性和可靠性对燃料电池和整车的性能与稳定性有着重要影响。近些年，随着燃料电池汽车的发展，车辆市场的市场份额逐年增加，燃料电池汽车呈现出大功率，双电堆甚至多电堆的发展趋势，来满足长续航里程、重载的各种车型。单电堆功率的增加，可以满足部分车辆的动力需求，但是电堆功率不能无限增加，因此双电堆甚至多电堆的出现，弥补了单电堆的不足。燃料电池电动汽车的电堆功率增加或者电堆数量的增加，能够提高车辆的动力，但是对于车载氢系统来说，大功率或者多数量的燃料电池，就需要适配更大流量的系统，以满足燃料电池堆氢燃料的需求。

对于大功率或者多电堆的燃料电池车辆，现有的车载氢系统采用两种方案进行解决。一种方案是采用大流量的减压器，即将系统中输出流量小的减压器更换为输出流量更大的减压器。另一种方案是增加管路，即在系统中增加相同功能的管路，各管路间并联，来满足大流量氢气的需求。

上述第一种方案成本高，并且大流量减压器存在寿命短，异响大，输出稳定性差等问题。上述第二种方案增加了系统的成本和尺寸，并且相同管路的并联，需要保证各个管路间的协同控制，以及不同管路的减压器需要保证输出协调一致。这又增加了控制的难度和成本。

发明内容

根据本公开的示例实施例，提供了一种车载氢系统的改进和控制方案。该方案的目的在于，有效地提高车载氢系统的氢气供给能力，提高车载氢系统的氢气供给稳定性，从而满足燃料电池大功率运行对大流量氢气的需求。

在本公开的第一方面中，提供了一种用于燃料电池的车载氢系统。该车载氢系统包括氢气供给部分，其包括：减压器，用于降低氢气的压力至燃料电池适用的范围；氢气缓存部件，设置在减压器和燃料电池之间，用于增加减压器和燃料电池之间的氢气储存容积；电磁阀，设置在减压器和氢气缓存部件之间，适于被控制以改变开度；以及流量传感器，设置在氢气缓存部件和燃料电池之间，用于检测管路中流向燃料电池的氢气流量。该车载氢系统还包括控制器，被配置为可操作地与电磁阀和流量传感器连接，以根据流量传感器的测量值来控制电磁阀的开度。

在本公开的第二方面中，提供了一种用于燃料电池的车载氢系统的控制方法。该方法包括：确定燃料电池所需氢气流量；由流量传感器获取管路中实际氢气流量；以及根据所需氢气流量和实际氢气流量之间的偏差来调节电磁阀的开度大小。

在本公开的第三方面中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现根据本公开的第二方面的方法。

根据本公开的示例实施例，氢气缓存部件能够降低系统的制造成本，避免了大流量减压器存在的寿命短，异响大，输出稳定性差等问题。此外，本公开的示例实施例有利于减小系统所占用的车身空间，并且避免了由于管路并联而产生的控制成本和难度。本公开的示例实施例还能够将系统中实际的氢气流量数据反馈给车载氢系统控制器。控制器对电磁阀开度进行调节，从而实现对氢气流量的动态控制。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明