[發明專利]一種空氣系統及其控制方法、燃料電池發動機、車輛

有效

• 申請號: 202011239335.0
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112397745B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 李強;李子競;皮文列;包寧;韓俊楠;劉江唯;張正興;吳芳敏
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04701;H01M8/04746;H01M8/04828;B60L58/32
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

1.一種空氣系統，通過進氣管路(1)和出氣管路(2)與燃料電池堆(100)連接，其特征在于，所述空氣系統包括：

流量調節裝置(3)，包括空壓機(31)和空氣流量計(32)，所述空壓機(31)和所述空氣流量計(32)均設置于所述進氣管路(1)上，且所述空氣流量計(32)設于所述空壓機(31)的上游，用于調節空氣的進氣流量在預設流量值；

溫度調節裝置(4)，設置于所述進氣管路(1)上且位于所述空壓機(31)的下游，用于將所述空氣的溫度調節至預設溫度值；

壓力調節裝置(5)，與所述進氣管路(1)連接，用于調節所述空氣的壓力在預設壓力值；

濕度調節裝置(6)，與所述進氣管路(1)連接，用于將所述空氣的濕度調節至預設濕度值；

所述壓力調節裝置(5)包括壓力傳感器(51)和背壓閥(52)，所述壓力傳感器(51)設置于所述進氣管路(1)上且位于所述空壓機(31)的下游，所述背壓閥(52)設置于所述出氣管路(2)上；

所述濕度調節裝置(6)包括：

濕熱交換器(61)，所述濕熱交換器(61)與所述進氣管路(1)和所述出氣管路(2)均連接；

相對濕度傳感器(62)，所述相對濕度傳感器(62)設置于所述燃料電池堆(100)和所述濕熱交換器(61)之間的所述進氣管路(1)上；

濕度調節旁通管路(63)，所述濕度調節旁通管路(63)的第一端連接于所述濕熱交換器(61)與所述燃料電池堆(100)之間的所述出氣管路(2)上，第二端連接于所述濕熱交換器(61)與所述背壓閥(52)之間的所述出氣管路(2)上，所述濕度調節旁通管路(63)上設有濕度調節閥(631)；

所述空氣系統還包括尾排氫氣濃度調節裝置(7)，所述尾排氫氣濃度調節裝置(7)包括氫氣濃度傳感器(71)和進氣旁通管路(72)，所述氫氣濃度傳感器(71)設置于所述出氣管路(2)上且位于所述背壓閥(52)的下游；

所述進氣旁通管路(72)與所述出氣管路(2)和所述進氣管路(1)均連接，且所述進氣旁通管路(72)與所述出氣管路(2)的連接位置位于所述背壓閥(52)與所述氫氣濃度傳感器(71)之間，所述進氣旁通管路(72)上設有進氣旁通閥(721)，所述進氣旁通閥(721)被配置為在所述氫氣濃度傳感器(71)檢測到氫氣濃度超出預設值時開啟。

2.根據權利要求1所述的空氣系統，其特征在于，所述溫度調節裝置(4)為中冷器，用于將來自所述空壓機(31)的空氣冷卻至所述預設溫度值。

3.根據權利要求1所述的空氣系統，其特征在于，所述進氣管路(1)和所述出氣管路(2)上分別設置有進氣截止閥(8)和出氣截止閥(9)，所述進氣截止閥(8)和所述出氣截止閥(9)均被配置為在所述空氣系統不工作時常閉。

4.根據權利要求3所述的空氣系統，其特征在于，所述空氣系統還包括組合三向閥(10)，所述進氣旁通閥(721)、所述進氣截止閥(8)和所述出氣截止閥(9)均集成設置于所述組合三向閥(10)上。

5.一種如權利要求1-4任一項所述的空氣系統的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

判斷燃料電池發動機是否啟動；如果沒有啟動，則進氣截止閥(8)和出氣截止閥(9)保持關閉；如果啟動，則所述進氣截止閥(8)和所述出氣截止閥(9)保持關閉，打開進氣旁通閥(721)和所述空壓機(31)對所述進氣管路(1)進行掃氣，掃氣完成后關閉所述進氣旁通閥(721)，打開所述進氣截止閥(8)和所述出氣截止閥(9)；

啟動溫度調節裝置(4)以將所述空壓機(31)流出的空氣調節至預設溫度值；

判斷所述進氣管路(1)內的壓力是否在預設壓力值，如果不是，則調節背壓閥(52)的開度，如果是，則保持背壓閥(52)的開度；

判斷所述進氣管路(1)內的空氣濕度是否在預設濕度值，如果不是，則調節濕度調節閥(631)的開度，如果是，則保持濕度調節閥的開度；

判斷所述進氣管路(1)內的流量是否在預設流量值，如果是，則維持所述空壓機(31)的轉速，如果不是，則調節所述空壓機(31)的轉速。