本發(fā)明涉及汽車動力技術領域，尤其涉及一種氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

隨著世界全球氣候惡化、石油危機加劇和人口劇增帶來的影響不斷加重，實行可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略迫在眉睫。氫是一種優(yōu)質的能源載體，氫能燃料電池能夠保證陸用、水用、航天及鐵路交通工具足夠的行駛里程，且比傳統(tǒng)汽油、柴油內燃機車更環(huán)保。

氫能燃料電池汽車是新能源汽車的一種，氫能燃料電池通過電化學反應在不燃燒的情況下將氫的化學能直接轉換為電能，氫能燃料電池的化學反應不會產生有害產物，因此氫能燃料電池汽車是無污染汽車，并且氫能燃料電池的能量轉換效率比傳統(tǒng)的內燃機要高，能量密度大，能量利用率高，氫能燃料來源廣泛，因此氫能燃料電池汽車是新能源汽車發(fā)展的重要方向。

一般的氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)包括氫能提供裝置和氫能燃料電池，氫能提供裝置中存儲了液態(tài)氫源材料，工作時，這些液態(tài)氫能材料被預熱后傳送到填充有脫氫催化劑的脫氫反應器中，液態(tài)氫能材料在脫氫反應器里進行脫氫反應從而生成氫氣，生成的氫氣被輸送到氫能燃料電池中與氧氣進行電化學反應而產生電能，通過產生的電能驅動汽車運行，但由于脫氫反應難以進行有效控制，有時產生的氫氣較多，有時產生的氫氣較少，不利于氫能燃料電池汽車的穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的實施例提供了一種可保證氫能燃料電池汽車穩(wěn)定運行的動力系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的實施例提供了一種氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)，包括儲氫介質罐、氫氣析出反應釜、氣液分離裝置、氫氣儲存罐、氫能燃料電池、車載蓄電池、控制器和直流轉換器，所述直流轉換器將所述氫能燃料電池的電能轉化為符合充電要求的直流電壓對所述車載蓄電池充電，所述氫氣儲存罐設有用來感測其內氫氣壓力的壓力傳感器，所述控制器連接到所述壓力傳感器和所述直流轉換器，所述控制器在所述壓力傳感器感測到的壓力值大于一預設壓力值時控制所述直流轉換器以一第一電流為所述車載蓄電池充電，所述控制器在所述壓力傳感器感測到的壓力值不大于所述預設壓力值時控制直流轉換器以一第二電流為所述車載蓄電池充電，所述第二電流的電流值小于所述第一電流的電流值。

進一步地，所述控制器包括直流轉換器控制單元，所述直流轉換器控制單元控制所述直流轉換器的輸出電流。

進一步地，所述氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)還包括用來將所述儲氫介質罐中的儲氫介質傳送到所述氫氣析出反應釜中的儲氫介質傳送泵，所述儲氫介質傳送泵在所述壓力傳感器感測到的壓力值不大于所述預設壓力值時以一第一功率運行，在所述壓力傳感器感測到的壓力值大于所述預設壓力值時以一第二功率運行，所述第二功率小于所述第一功率。

進一步地，所述控制器包括泵控制單元，所述泵控制單元連接到所述儲氫介質傳送泵并對其運行功率進行控制。

進一步地，所述控制器包括控制處理單元，所述控制處理單元連接到所述氫氣儲氣罐的壓力傳感器，并接收壓力傳感器感測到的氫氣壓力信號。

進一步地，所述控制器包括蓄電池電量監(jiān)測單元，所述控制處理單元查看所述蓄電池電量監(jiān)測單元監(jiān)測到的電池電量小于一第一預設值時開啟所述儲氫介質傳送泵以一第一功率運行。

進一步地，所述控制器包括蓄電池電量監(jiān)測單元，所述控制處理單元查看所述蓄電池電量監(jiān)測單元監(jiān)測到的電池電量大于一第二預設值時關閉所述儲氫介質傳送泵，所述第二預設值大于所述第一預設值。

一種氫能燃料電池汽車動力系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

查看連通到一氫能燃料電池的氫氣儲存罐中的氫氣壓力是否大于一預設壓力值；

若大于所述預設壓力值，控制一直流轉換器以一第一電流為一車載蓄電池充電；及

若不大于所述預設壓力值，控制所述直流轉換器以一第二電流為所述車載蓄電池充電，所述第二電流的電流值小于所述第一電流的電流值。

進一步地，還包括在一車載蓄電池的電池電量小于一第一預設值時啟動一儲氫介質傳送泵，在所述車載蓄電池的電池電量大于一第二預設值時關閉所述儲氫介質傳送泵，所述第二預設值大于所述第一預設值。

進一步地，所述氫氣儲存罐中的氫氣壓力不大于所述預設壓力值時，所述儲氫介質傳送泵以一第一功率運行；所述氫氣儲存罐中的氫氣壓力大于所述預設壓力值時，所述儲氫介質傳送泵以一第二功率運行，所述第二功率小于所述第一功率。

本發(fā)明的實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本發(fā)明的上述氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)和控制方法可根據氫氣存儲罐中的氫氣壓力，調節(jié)儲氫介質的傳送流速和直流轉換器的充電電流，從而有利于動力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)的一組成圖。

圖2是圖1的氫能燃料電池汽車的一控制器的一組成圖。

圖3是本發(fā)明氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)的控制方法的一流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地描述。

請參考圖1，本發(fā)明的實施例提供了一種氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)，該動力系統(tǒng)包括儲氫介質罐10、氫氣析出反應釜20、儲氫介質傳送泵30、氣液分離裝置40、氫氣存儲罐50、氫能燃料電池60、直流轉換器61、車載蓄電池62、電機63和控制器70。

儲氫介質罐10包括相互隔離的儲氫介質存放室11和儲氫介質回收室12，儲氫介質存放室11中存有吸收了氫氣的介質，這種介質作為氫的載體一般以液態(tài)的形式存在，從而方便儲存、運輸和傳送；儲氫介質存放室11通過傳輸管道連接到反應釜20的一加熱裝置21中，儲氫介質傳送泵30設置在儲氫介質存放室11和加熱裝置21之間的管道上。

氫氣析出反應釜20中存放有催化劑，儲氫介質被儲氫介質傳送泵30從儲氫介質存放室11中傳送到反應釜20的加熱裝置21中后，加熱裝置21對儲氫介質加熱到一定的溫度，如200~300℃，儲氫介質在催化劑的作用下將氫氣析出。

氫氣析出反應釜20通過管道連接到氣液分離裝置40，氣液分離裝置40通過管道連接到氫氣存儲罐50和儲氫介質罐10的儲氫介質回收室12，析出的氫氣和析出了氫氣的儲氫介質從氫氣析出反應釜20中傳送到氣液分離裝置40中，并在氣液分離裝置40中進行氣液分離，氣態(tài)的氫氣被傳送到氫氣存儲罐50中，液態(tài)的儲氫介質回流到儲氫介質回收室12中并可被循環(huán)使用。

氫氣存儲罐50設有一壓力傳感器51，所述壓力傳感器51用來感測氫氣存儲罐50中的氣壓大小，所述氫氣存儲罐50通過管道將氫氣輸送給所述氫能燃料電池60，所述氫能燃料電池60通過電化學反應在不燃燒的情況下將氫的化學能直接轉換為電能，所述電能被輸送到所述直流轉換器61，所述直流轉換器61將電能轉化為符合充電要求的直流電壓，從而對車載蓄電池62充電；氫能燃料電池汽車運行時，車載蓄電池62對電機63供電，從而驅動氫能燃料電池汽車運行；所述氫能燃料電池60設有一冷卻系統(tǒng)69用來冷卻該氫能燃料電池60，從而保證氫能燃料電池60穩(wěn)定運行。

請一并參閱圖1和圖2，所述控制器70連接到儲氫介質傳送泵30、壓力傳感器51、直流轉換器61和車載蓄電池62，所述控制器70包括一泵控制單元71、一直流轉換器控制單元72、一蓄電池電量監(jiān)測單元73和一控制處理單元74，所述泵控制單元71連接到儲氫介質傳送泵30，用來控制儲氫介質傳送泵30傳送儲氫介質的流速；所述直流轉換器控制單元72連接到直流轉換器61，用來控制直流轉換器61的輸出電流；所述蓄電池電量監(jiān)測單元73用來監(jiān)測所述車載蓄電池的電量，所述控制處理單元74分別連接到所述泵控制單元71、直流轉換器控制單元72、蓄電池電量監(jiān)測單元73，所述控制處理單元74還連接到所述氫氣儲氣罐50的壓力傳感器51，并接收壓力傳感器51感測到的氫氣壓力信號。

請參閱圖3，其為控制處理單元74根據氫氣壓力信號和蓄電池的電量情況對動力系統(tǒng)進行控制的流程圖。

步驟301，控制處理單元74查看蓄電池電量監(jiān)測單元73監(jiān)測到的電池電量是否小于車載蓄電池62容量的一第一預設值，例如小于車載蓄電池62容量的40%；若是，到步驟303；若不是，到步驟302。

步驟302，控制處理單元74查看蓄電池電量監(jiān)測單元73監(jiān)測到的電池電量是否大于車載蓄電池62容量的一第二預設值，例如大于車載蓄電池62容量的95%；若是，到步驟308；若不是，到步驟303。

步驟303，泵控制單元71控制儲氫介質傳送泵30啟動，并讓儲氫介質傳送泵30以第一功率運行，則儲氫介質傳送泵30將儲氫介質存放室11中的儲氫介質傳送到氫氣析出反應釜20中。

步驟304，氫氣析出反應釜20的加熱裝置21對儲氫介質加熱到一定的溫度，而后儲氫介質在催化劑的作用下將氫氣析出，析出的氫氣流經氣流分離裝置40和氫氣存儲罐50后被輸送給氫能燃料電池。

步驟305，控制處理單元74查看壓力傳感器51感測到的氫氣壓力是否大于一預設壓力值，例如8個標準大氣壓，若是，到步驟306；若不是，到步驟307。

步驟306，直流轉換器控制單元72控制直流轉換器61以一第一電流為車載蓄電池62充電，并控制儲氫介質傳送泵30以一第二功率運行，所述第二功率小于所述第一功率，從而減少氫氣析出反應釜20的氫氣產出量，而后回到步驟301。

步驟307，直流轉換器控制單元72控制直流轉換器61以一第二電流為車載蓄電池62充電，并控制儲氫介質傳送泵30繼續(xù)以第一功率運行，上述第二電流的電流值小于第一電流的電流值，而后回到步驟301。

步驟308，泵控制單元71關閉儲氫介質傳送泵30，而后回到步驟301。

上述氫能燃料電池汽車的動力系統(tǒng)可根據氫氣存儲罐50中的氫氣壓力，調節(jié)儲氫介質的傳送流速和直流轉換器61的充電電流，從而有利于動力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達技術方案的清楚及方便。應當理解，所述方位詞的使用不應限制本申請請求保護的范圍。

在不沖突的情況下，本文中上述實施例及實施例中的特征可以相互結合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。