[發明專利]一種氫燃料電池汽車制動能量回收裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202110382735.5
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113246927B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 周家定;尹必峰;于瀛霄;孫閆;賈和坤;董非;解玄;崔弘楊
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60T1/10
• 分類號: B60T1/10;B60L50/70;B60L58/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，其特征在于，氫燃料電池汽車制動能量回收裝置包括制動能量回收模塊、能量存儲利用模塊和ECU控制單元(18)，所述制動能量回收模塊包括行星齒輪系(13)和增壓渦輪(2)；所述行星齒輪系(13)的行星架與車輪(14)連接，所述行星齒輪系(13)的齒圈與增壓渦輪(2)輸入端連接，所述行星齒輪系(13)的齒圈上安裝制動器(12)，用于使行星齒輪系(13)的齒圈與固定件連接；所述行星齒輪系(13)的太陽輪與第一電機(15)連接，燃料電池(17)用于提供第一電機(15)動力；

所述能量存儲利用模塊包括儲氣瓶(10)、三通合流閥(5)和空壓機(1)；所述儲氣瓶(10)進氣口與增壓渦輪(2)輸出端連通，所述儲氣瓶(10)出氣口連通三通合流閥(5)一個進口，所述三通合流閥(5)另一個進口與空壓機(1)連通，所述三通合流閥(5)出口與燃料電池(17)陰極進氣口連通；

所述儲氣瓶(10)出氣口與三通合流閥(5)之間安裝第一流量計(8)，所述三通合流閥(5)出口安裝第二流量計(9)；所述空壓機(1)出口安裝第三流量計(19)；

所述ECU控制單元(18)根據燃料電池(17)陰極所需空氣量和第三流量計(19)檢測空壓機(1)出口的空氣量，控制儲氣瓶(10)輸入三通合流閥(5)的空氣量；

包括如下方式：

當氫燃料電池汽車制動時，所述ECU控制單元(18)控制制動器(12)使行星齒輪系(13)的齒圈與固定件分離，通過行星齒輪系(13)將制動能傳遞到增壓渦輪(2)，所述增壓渦輪(2)壓縮空氣輸入儲氣瓶(10)；

當氫燃料電池汽車加速時，所述ECU控制單元(18)將儲氣瓶(10)內的空氣與空壓機(1)產生的空氣共同輸入燃料電池(17)陰極。

2.根據權利要求1所述的氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，其特征在于，當氫燃料電池汽車制動時，具體控制方式如下：

當ECU控制單元(18)獲取了氫燃料電池汽車處于剎車過程，所述ECU控制單元(18)控制第一控制閥門(6)使所述儲氣瓶(10)進氣口與增壓渦輪(2)輸出端連通；剎車過程行星齒輪系(13)的太陽輪固定，剎車能量從行星齒輪系(13)的行星架輸入，通過行星齒輪系(13)的齒圈傳遞到增壓渦輪(2)輸入端，增壓渦輪(2)將壓縮空氣輸送到儲氣瓶(10)。

3.根據權利要求1所述的氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，其特征在于，當氫燃料電池汽車加速時，具體控制方式如下：

當ECU控制單元(18)根據加速踏板信號獲取了氫燃料電池汽車處于加速過程，所述ECU控制單元(18)控制第二控制閥門(7)使所述三通合流閥(5)出口與燃料電池(17)陰極進氣口連通；ECU控制單元(18)根據氫燃料電池汽車加速工況獲得燃料電池(17)陰極空氣流量Q₁，ECU控制單元(18)根據第三流量計(19)獲取空壓機(1)提供的空氣流量Q₂，所述ECU控制單元(18)控制第一流量計(8)輸出流量Q_v，使Q_v＝Q₁-Q₂；

當儲氣瓶(10)的儲氣量Q不足時，ECU控制單元(18)控制空壓機(1)增加空氣流量Q₂。

4.根據權利要求3所述的氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，其特征在于，ECU控制單元(18)根據儲氣瓶(10)進出口的壓差判斷儲氣瓶(10)釋放的空氣量Q_v′，釋放的空氣量Q_v′＝第一流量計(8)輸出流量Q_v。

5.根據權利要求1所述的氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，其特征在于，所述儲氣瓶(10)上安裝第一壓力傳感器(3)，用于檢測儲氣瓶(10)壓力；所述三通合流閥(5)出口安裝第二壓力傳感器(4)，所述儲氣瓶(10)出氣口與三通合流閥(5)之間安裝第三壓力傳感器(21)；所述儲氣瓶(10)進氣口與增壓渦輪(2)輸出端之間安裝第一控制閥門(6)，所述三通合流閥(5)出口與燃料電池(17)陰極進氣口之間安裝第二控制閥門(7)。

6.根據權利要求1所述的氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，其特征在于，所述儲氣瓶(10)出氣口與三通合流閥(5)一個進口之間設有單向閥(22)。