[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

本發明提供了一種氫燃料電池汽車制動能量回收裝置及控制方法，包括制動能量回收模塊、能量存儲利用模塊和ECU控制單元；所述制動能量回收模塊包括行星齒輪系和增壓渦輪；所述能量存儲利用模塊包括儲氣瓶、三通合流閥和空壓機；所述儲氣瓶進氣口與增壓渦輪輸出端連通，所述儲氣瓶出氣口連通三通合流閥一個進口，所述三通合流閥另一個進口與空壓機連通，所述三通合流閥出口與燃料電池陰極進氣口連通；所述ECU控制單元根據燃料電池陰極所需空氣量和第三流量計檢測空壓機出口的空氣量，控制儲氣瓶輸入三通合流閥的空氣量。本發明改善燃料電池汽車的加速滯后響應，降低加速滯后響應時間，改善空壓機的工作效率和使用壽命。

技術領域

本發明涉及燃料電池汽車技術領域，特別涉及一種氫燃料電池汽車制動能量回收裝置及控制方法。

背景技術

近年，由于石油資源的有限以及環境問題的日益突出，世界各國都愈加重視新能源汽車。其中，燃料電池汽車作為一種終極環保車，備受關注。目前，國外豐田、本田、現代的燃料電池汽車已經在歐洲、北美開始租賃或銷售，我國上汽等的增程式燃料電池汽車也已投向市場。這些品牌的汽車，普遍使用氫作為燃料。

目前燃料電池汽車普遍采用的制動能量回收系統由以下幾種：第一種是將制動能量轉化成電能的方式進行能量回收；第二種是將剎車系統與燃料電池陰極的空壓機相連，將制動能量回收為空壓機的壓縮空氣補充能量，節約空壓機的能量消耗。但二者都沒有改善燃料電池汽車的工作性能，同時在燃料電池汽車頻繁變載時，空壓機跟隨燃料電池汽車工況需要頻繁變載，對空壓機的工作效率和使用壽命均造成不良的影響，最后在加速工況下，燃料電池汽車的加速響應滯后并沒有得到改善。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種氫燃料電池汽車制動能量回收裝置及控制方法，通過對燃料電池汽車剎車的回收在提高燃料電池汽車能量利用率的同時改善燃料電池汽車的加速滯后響應，降低加速滯后響應時間，改善空壓機的工作效率和使用壽命，同時提高氫燃料電池汽車的能量利用率。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種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；

所述制動能量回收模塊包括行星齒輪系和增壓渦輪；所述行星齒輪系的行星架與車輪連接，所述行星齒輪系的齒圈與增壓渦輪輸入端連接，所述行星齒輪系的齒圈上安裝制動器，用于使行星齒輪系的齒圈與固定件連接；所述行星齒輪系的太陽輪與第一電機連接，燃料電池用于提供第一電機動力；

所述能量存儲利用模塊包括儲氣瓶、三通合流閥和空壓機；所述儲氣瓶進氣口與增壓渦輪輸出端連通，所述儲氣瓶出氣口連通三通合流閥一個進口，所述三通合流閥另一個進口與空壓機連通，所述三通合流閥出口與燃料電池陰極進氣口連通；

所述儲氣瓶出氣口與三通合流閥之間安裝第一流量計，所述三通合流閥出口安裝第二流量計；所述空壓機出口安裝第三流量計；

所述ECU控制單元根據燃料電池陰極所需空氣量和第三流量計檢測空壓機出口的空氣量，控制儲氣瓶輸入三通合流閥的空氣量。

進一步，所述儲氣瓶上安裝第一壓力傳感器，用于檢測儲氣瓶壓力；所述三通合流閥出口安裝第二壓力傳感器，所述儲氣瓶出氣口與三通合流閥之間安裝第三壓力傳感器；所述儲氣瓶進氣口與增壓渦輪輸出端之間安裝第一控制閥門，所述三通合流閥出口與燃料電池陰極進氣口之間安裝第二控制閥門。

進一步，所述儲氣瓶出氣口與三通合流閥一個進口之間設有單向閥。

一種氫燃料電池汽車制動能量回收裝置的控制方法，包括如下方式：

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