[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

技術領域

本發明提供一種插電式車載制氫機的裝置及方法，具體內容涉及氫氣隨車制取技術。

背景技術

由于氫氣具有點火能量低、火焰傳播速度快、分子結構不含碳原子及稀燃極限寬等特點，因而向燃燒室中摻入少量氫氣被證明能夠有效改善內燃機的燃燒與排放特性。同時，利用純氫氣完成內燃機冷起動及熱機起動也能有效減小液體燃料內燃機起動過程中由于油膜效應而導致的HC、CO排放增加的問題。然而，由于氫基礎設施目前還較少，這導致駕駛員在實際駕駛摻氫內燃機汽車時面臨加氫困難的問題。

為解決這一問題，相關技術指出可以在車輛上通過安裝車載制氫機的方法，利用汽車行駛過程中發電機所產生的電能驅動車載制氫機電解水制氫，從而通過該方法實現氫氣的隨車制取。

該方法雖然能夠實現氫氣的隨車制取，從而減少了摻氫內燃機汽車在使用過程中面臨的加氫困難的問題，但是通過汽車上的發電機為車載制氫機供電，利用車載制氫機電解水或堿液來制氫的方法還存在以下問題需要解決：首先，車載制氫機自身的功率一般均較高，這使得從發電機向制氫機供電的電力系統電流較大，增加了傳輸電路中的能量損失，并增加了系統運行風險；同時，發電機需要發動機額外燃燒更多的燃料來發電，進而為車載制氫機提供電能，這又在一定程度上不利于整車運行效率的提高及有害排放污染物的控制；此外，由于發動機的做工能力有限，大負荷條件下，由于車載制氫機所消耗的能量來自于發動機驅動發電機輸出的電能，因而該方法會對車輛在加速及高速運行條件下的動力性帶來不利影響。

發明內容

針對氫混合燃料汽車存在的氫氣加注困難及利用車載制氫機隨車制取氫氣時可能會導致整車動力性降低的問題，本發明提供一種插電式車載制氫機及方法。本發明中的車載制氫機可以通過從電動汽車充電樁和汽車發動機上獲取電能，進而通過電解水或堿液完成氫氣的制取。在制氫時，優先通過外接充電樁電源獲取電能，以減少對整車發電機電能的消耗，保證車輛動力系統的動力性和油耗不受影響，并提高制氫系統效率；在使用汽車發電機電解水或堿液制氫時，通過對制氫策略的優化，盡量減小制氫系統運行對整車動力系統的影響，并保證氫氣系統的穩定運行。

1、一種插電式車載制氫機,該裝置包括液位傳感器4、電解液箱5、車載制氫機殼體6、電解槽供電線11、電解槽12、儲氫罐壓力傳感器13及儲氫罐14；

其特征在于：該裝置還包括一個制氫系統電控單元2、一個制氫機充電樁電纜接口7、一個通訊模塊8、一個變壓器9、一個高壓入口繼電器10、一個電壓調節器19及一個低壓入口繼電器18；

所述制氫系統電控單元2與發動機電控單元3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3發出負荷控制信號f；

所述制氫系統電控單元2與安裝在汽車本體上的踏板位置傳感器1相連接，獲得踏板位置信號a；

所述制氫系統電控單元2與液位傳感器4相連接，獲得電解液液位信號g；

所述制氫系統電控單元2與儲氫罐壓力傳感器13相連接，獲得氫氣罐壓力信號b；

所述制氫系統電控單元2與低壓入口繼電器18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2與變壓器9相連接，獲得變壓后電壓信號d；

所述制氫系統電控單元2與高壓入口繼電器10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18通過電線連接在安裝在汽車上原有的發電機15和電解槽供電線11之間；

所述通訊模塊8通過電線與汽車上原有的蓄電池16相連接；

所述制氫機充電樁電纜接口7能夠與充電樁17相連接；

所述電壓調節器19通過電線與低壓入口繼電器18相連接，并與電解槽供電線11相連接，電解槽供電線11與電解槽12相連接，電壓調節器19將發電機15所產生的電壓調整為電解槽12所需要的工作電壓；

所述變壓器9與電解槽供電線11相連接，電解槽供電線11與電解槽12相連接，變壓器9將來自充電樁17的電壓調整為電解槽12所需要的工作電壓。

2、所述的一種插電式車載制氫機的控制方法，其特征在于：