[发明专利]一种充电式混氢动力汽车控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车控制系统及控制方法，属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种充电式混氢动力汽车控制系统及控制方法。

背景技术

在全世界共同治理日益严重的大气污染，减少对石化燃料依赖的大背景下，新能源汽车最近几年成为了世界各国汽车生产领域中最主要发展的方向之一，各种最新款PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)，EV(Electric Vehicle)不断大量推向市场。

目前国际上新能源汽车的特征是增加或采用了包括电力能源和/或氢气能源。

电力能源汽车包括纯电动车EV和不使用电网电源充电的，以燃油加电力的混合动力车HEV。可使用电网电源充电的PHEV采用传统内燃机和电动机两种动力分别或交替式直接驱动汽车，如宝马X5PHEV，奥迪Q7 E-TON以及三菱的Outlander PHEV等。除了可以从公共充电桩充电外，将汽车在运行中制动，下坡等过程中产生的废弃电能进行回收，对动力电池进行充电。

除了电力能源汽车外，使用氢气为能源的汽车近几年已经开始走向市场，但还只在小型客车市场。如Mercedes-Benz B-Class F-Cell，Chevrolet Equinox Fuel Cell,Honda FCX Clarity,Toyota Mirai，Hyundai ix35 FCEV等。

以上不论哪种混动技术方式，都₁必须改变现有车辆的驱动结构，而且也只能解决新生产的城市用中小型车辆和短途客货运车辆的需要，没有解决世界上污染严重的大、重型柴油长途汽车，轮船，以燃油式发动机为动力的工程机械，农用机械和正在使用中的上述运输工具的节能减排的问题。

通过给石油燃料发动机加氢，使内燃机以混氢的方式实现节能减排的理论和实践已经在国际上得到证实，已有大量的论文，报告及专利发表，近20年来已经有各种不同类型，功能方式的产品在以不同的方式销售和应用，早已成为公知的技术和产品。

以电网电能，太阳能、风能或利用车辆尾气热能温差发电为能源直接给动力电池充电并给氢气发生器供电，同时将汽车在运行中怠速，制动，下坡等过程中产生的废弃电能进行回收，对动力电池进行充电，解决大型和重型内燃式发动机的节能减排，特别使行驶在远离城市和没有充电桩的长途载重运输车辆，轮船，工程机械和农用机械也可以成为新能源汽车技术的受益者。

产氢的方式有多种，其中按需产氢HOD(Hydrogen On Demand)方式中的电解水氢气发生器HG(Hydrogen Generator)的技术成熟，安全性高，设备简单，成本低，多年来在世界上不同领域得到广泛应用，特别适用于各种类型的石化燃料内燃发动机汽车，轮船，工程和农用机械等。

但电解水制氢HOD方式有一个与其优点一样明显的缺点就是其耗能高。全世界以电解水制氢HOD的方式在车辆产氢的应用基本是以车辆自身发电机为能源。但由于电解水制氢HOD方式产氢所需的电能来自汽车发电机，在提高燃油的燃烧效率，增加动力，减少有害气体排放的同时，其消耗的电能同样在消耗燃油，按照能量守恒的定律，经过世界各国专家通过理论计算和实际测试证明，车载供电HOD方式的汽车只能实现减少HC,CO的污染废气排放作用，如果氢气量与燃角(汽油车指点火角度，柴油车指喷油提前角)和喷油量配比不合适，不但不能减少油耗，反而可能比没有加氢的油耗更高，并造成发动机温度升高，NOx排放增加，甚至损坏发动机。

此外，以石化为燃料的内燃发动机，在混氢后，由于HHO的特性，燃角快于纯石化燃料，所以在混氢后，如果不修正燃角，必然出现爆震，损伤发动机。

发明内容

本发明主要是解决现有技术在产氢和混氢过程控制中节能效率低，耗能高和发动机因爆震而损伤、NoX污染排放增加的问题，提供了一种充电式混氢动力汽车控制系统及控制方法。

该控制系统及方法可以保持现有活塞内燃式发动机驱动结构，按照目前国际上混合动力汽车PHEV的模式，以按需产氢HOD的方式，以动力电池为氢气发生器的能源，给内燃发动机加氢，成为可充电式混氢动力汽车PHHEV(Plug in Hydrogen Hybrid Electric Vehicle)。在使用现有汽车的加油站设施的基础上，也可使用为新能源汽车设置的充电桩，使PHHEV成为PHEV新能源汽车的一种新的模式。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种充电式混氢动力汽车控制系统，包括：