[发明专利]基于燃料压力的氢燃料电池电堆的供电方法、系统及氢燃料电动车

说明书

本发明提供了一种基于燃料压力的氢燃料电池电堆的供电方法、系统及氢燃料电动车，通过压力传感器实时获取储氢装置内的气体压力，从而获取氢气的容量，根据储氢装置内的氢气的实时容量，来改变氢燃料电池电堆对锂电池进行充电的速度，提高氢气有效使用率，使得氢气的使用时间更长，加长氢燃料电动车的行程。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池管理技术领域，尤其涉及一种基于燃料压力的氢燃料电池电堆的供电方法、系统及氢燃料电动车。

背景技术

氢燃料电池是一种使用氢气作为燃料，通过与氧气的化学反应而产生电能的装置，其副产物只有水，因此氢燃料电池在交通设备领域内得到了快速发展，利用使用氢燃料电池作为机动车、非机动车的电能来源，由此，通过氢燃料电池作为助力的自行车成为了一种理想的绿色出行交通工具。

由于氢燃料电池是基于氢气和氧气在电解质中的扩散，其动态响应速度与其扩散速度有关。因此并不适合高频率、大动态负载变化的应用。而电动车在使用过程中，需要电能快速响应、提供，因此，在使用的初期，常出现氢燃料电池功能不足或功能较慢，而在使用的过程中，电动车在不同道路中的骑行过程又将对电能有着不少动态变化的需求，因此对氢燃料电池的电堆提出了不少要求。例如在上坡过程中，由于电动车电机所需电能较高，氢燃料电池的输出电流也将动态变化，易造成氢燃料电池电堆的损坏和过载。

由此，氢燃料电池电堆常与锂电池搭配，共同形成氢燃料电动车，如何有效利用氢燃料电池电堆，并将其作为主电源，锂电池为副电源向电动车供电，是需要解决的技术问题。

目前出于成本考虑，现有产品不带压力传感器，因此对氢气瓶内氢气量是未知的，即使带有压力传感器，但对储氢装置内的氢气压力的检测精度不高，所以不能根据氢气量有效控制充电电路，不能最有效的将氢气转化为电能。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种提高氢气有效使用率的基于燃料压力的氢燃料电池电堆的供电方法、系统及氢燃料电动车。

本发明公开了一种基于燃料压力的氢燃料电池电堆的供电方法，包括如下步骤：获取用于向所述氢燃料电池电堆提供氢气的氢燃料源的实时压力；当所述实时压力位于第一预设压力范围时，采用第一充电速度通过所述氢燃料电池电堆对锂电池进行充电，直至所述锂电池被充满或氢燃料源消耗完毕；当所述实时压力位于第二预设压力范围时，采用第二充电速度通过所述氢燃料电池电堆对锂电池进行充电，直至所述锂电池被充满或氢燃料源消耗完毕；当所述实时压力位于第三预设压力范围时，采用第三充电速度通过所述氢燃料电池电堆对锂电池进行充电，直至所述锂电池被充满或氢燃料源消耗完毕；所述第一预设压力范围大于所述第二预设压力范围大于所述第三预设压力范围，所述第一充电速度大于等于所述第二充电速度大于等于所述第三充电速度。

优选地，所述采用第一充电速度/第二充电速度/第三充电速度通过所述氢燃料电池电堆对锂电池进行充电，直至所述锂电池被充满或氢燃料源消耗完毕之前还包括：对所述锂电池进行预充电，所述预充电的时间小于一分钟；采用第一充电速度进行充电之前，采用第四充电速度进行所述预充电过程；采用第二充电速度进行充电之前，采用第五充电速度进行所述预充电过程；采用第三充电速度进行充电之前，采用第六充电速度进行所述预充电过程；所述第四充电速度小于所述第一充电速度；所述第五充电速度小于所述第二充电速度；所述第六充电速度小于所述第三充电速度；且所述第四充电速度大于等于所述第五充电速度大于等于所述第六充电速度。

优选地，所述预充电过程还包括数个次级预充阶段，数个所述次级预充阶段所采用的充电速度不同。