[發明專利]一種插電式車載制氫機

有效

• 申請號: 201710490829.8
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107190277B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 紀常偉;汪碩峰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/04;C25B9/00;C25B15/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種插電式車載制氫機,該裝置包括液位傳感器、電解液箱、車載制氫機殼體、電解槽供電線、電解槽、儲氫罐壓力傳感器及儲氫罐；

其特征在于：該裝置還包括一個制氫系統電控單元、一個制氫機充電樁電纜接口、一個通訊模塊、一個變壓器、一個高壓入口繼電器、一個電壓調節器及一個低壓入口繼電器；

所述制氫系統電控單元與發動機電控單元相連接，獲得電瓶電壓信號w、轉速信號x及進氣壓力信號z，并可向發動機電控單元發出負荷控制信號f；

所述制氫系統電控單元與安裝在汽車本體上的踏板位置傳感器相連接，獲得踏板位置信號a；

所述制氫系統電控單元與液位傳感器相連接，獲得電解液液位信號g；

所述制氫系統電控單元與儲氫罐壓力傳感器相連接，獲得氫氣罐壓力信號b；

所述制氫系統電控單元與低壓入口繼電器相連接，發出低壓入口繼電器控制信號c；

所述制氫系統電控單元與變壓器相連接，獲得變壓后電壓信號d；

所述制氫系統電控單元與高壓入口繼電器相連接，發出高壓入口繼電器控制信號e；

所述低壓入口繼電器通過電線連接在安裝在汽車上原有的發電機和電解槽供電線之間；

所述通訊模塊通過電線與汽車上原有的蓄電池相連接；

所述制氫機充電樁電纜接口能夠與充電樁相連接；

所述電壓調節器通過電線與低壓入口繼電器相連接，并與電解槽供電線相連接，電解槽供電線與電解槽相連接，電壓調節器將發電機所產生的電壓調整為電解槽所需要的工作電壓；

所述變壓器與電解槽供電線相連接，電解槽供電線與電解槽相連接，變壓器將來自充電樁的電壓調整為電解槽所需要的工作電壓。

2.根據權利要求1所述的一種插電式車載制氫機的控制方法，其特征在于：

(1)制氫系統電控單元首先通過氫氣罐壓力信號b檢測儲氫罐中的氫氣壓力,當氫氣壓力大于等于最低壓力Pmin時，該最低壓力由用戶自行制定并輸入至制氫系統電控單元，該最低壓力設為滿足車輛以純氫氣方式起動最少次或以上所需要的氫氣壓力，制氫系統電控單元判定不需要起動制氫機電解水制氫，此時制氫系統電控單元通過發出低壓入口繼電器控制信號c和高壓入口繼電器控制信號e分別切斷低壓入口繼電器和高壓入口繼電器，同時，由于此時制氫系統未起動，因此制氫系統電控單元將踏板位置信號a不經任何處理直接通過負荷控制信號f傳輸給發動機電控單元，使發動機運行在原機控制模式；

(2)當制氫系統電控單元通過氫氣罐壓力信號b檢測儲氫罐中的氫氣壓力,當氫氣壓力小于最低壓力Pmin時，制氫系統電控單元繼續監測電解液液位信號g，僅當電解液液位大于等于所設定的最低液位時，制氫系統電控單元判定此時能夠起動制氫機為系統制氫，在制氫系統起動條件下的制氫方法能夠分為外接電樁電源制氫和利用車用發電機電能制氫兩種方式，制氫系統電控單元在判定制氫機能夠起動的條件下會首先變壓后電壓信號d判定變壓器是否已經從外接充電樁上獲得制氫所需的動力電，當變壓器已經從充電樁上獲得動力電時，制氫系統電控單元通過發出低壓入口繼電器控制信號c斷開低壓入口繼電器，并通過發出高壓入口繼電器控制信號e使高壓入口繼電器接通，使來自充電樁的動力電源能夠經變壓器變壓后再經由高壓入口繼電器及電解槽供電線為電解槽供電，在外接電樁電源制氫方式下，由于通訊模塊負責向制氫機充電樁電纜接口中的通訊線部分提供通訊信號，以完成和充電樁的通訊握手，；

制氫系統電控單元在判定制氫機能夠起動的條件下會首先變壓后電壓信號d判定變壓器是否已經從外接充電樁上獲得制氫所需的動力電，當變壓器未能從充電樁上獲得動力電時，制氫系統電控單元繼續通過從發動機電控單元獲得的電瓶電壓信號w判斷發電機是否有能力為制氫系統供電，獲得轉速信號x判斷發動機轉速，獲得進氣壓力信號z判斷發動機進氣道壓力，僅當電瓶電壓信號w顯示蓄電池電壓大于13.V，且發動機轉速介于1500r/min至4500r/min且進氣道壓力不低于40kPa且不大于最大進氣壓力的90％時，制氫系統電控單元通過發出低壓入口繼電器控制信號c接通低壓入口繼電器，并通過發出高壓入口繼電器控制信號e使高壓入口繼電器斷開，此時電能能夠從發電機經導線、低壓入口繼電器及電解槽供電線為電解槽供電，使電解槽能夠利用發電機電能電解制氫，同時，制氫系統電控單元將從踏板位置傳感器獲得的踏板位置信號a增大2％至10％后通過發出負荷控制信號f至發動機電控單元使發動機實際做功能力提高，以補償制氫系統消耗的發動機做功；

(3)在制氫系統運行過程中，制氫系統電控單元繼續檢測氫氣罐壓力信號b和電解液液位信號g，當儲氫罐達到額定壓力時，或者電解液箱中電解液不足時，制氫系統電控單元立刻通過發出低壓入口繼電器控制信號c斷開低壓入口繼電器，并通過發出高壓入口繼電器控制信號e使高壓入口繼電器斷開，使電解槽停止電解制氫。