[发明专利]一种燃料电池供氢系统、燃料电池系统及车辆

说明书

本发明涉及燃料电池控制技术领域，特别是一种燃料电池供氢系统、燃料电池系统及车辆。该车辆包括有燃料电池系统，该燃料电池系统中设置有燃料电池供氢系统，包括一端连接气源、另一端连接电堆的供气支路，供气支路上设置有减压阀、流量调节模块和流量检测模块，控制模块连接流量检测模块，以检测实时气体流量值；控制模块用于获取整车需求功率，控制模块连接流量调节模块，调节所述流量调节模块使实时气体流量值等于需求气体流量值，实现气体流量跟随以满足燃料电池对气体流量需求，解决了燃料电池供气系统中现有的气体流量控制方式无法在整车需求功率改变时快速响应燃料电池对气体的实时需求的问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池控制技术领域，特别是一种燃料电池供氢系统、燃料电池系统及车辆。

背景技术

随着国家一系列的新能源汽车及节能减排政策的实施，氢燃料电池汽车正处于快速发展的阶段。氢燃料电池是一种将氢气中的化学能转化为电能的能量转化装置，氢气和氧气通过电化学反应将持续输出电能，具有能量转化效率高、无污染等优点。燃料电池供氢系统作为氢燃料电池汽车的储能系统，承担着为氢燃料电池汽车提供氢气的任务。目前我国的燃料电池客车还处于研发阶段，燃料电池供氢系统主要采用高压储氢的方式，储氢容器最高工作压力为35MPa，燃料电池供氢系统作为氢气储存和供给装置，供氢压力及流量的稳定性、及时性对燃料电池系统的正常工作及其寿命有着至关重要的影响。

现有燃料电池供氢系统的供气支路采用比例式调压阀将储氢容器内出来的高压氢气减压为低压氢气，该调压阀即为减压阀，如图1所示，该供气支路上还设置有过滤器、高压电磁阀、减压阀、低压压力表和低压压力传感器，然而，燃料电池的输出功率会随着载荷的变化而变化，所需要的氢气量也将跟随变化，由于比例式调压阀动态响应速度多为秒级，响应速度较慢，经过比例式调压阀的低压氢气不能及时达到燃料电池所需的状态，从而满足不了燃料电池对氢气的实时需求。同时，当供给压力上下波动幅度较大的情况下，可能超出压力传感器的阈值，进而导致低压异常报警，可能使燃料电池系统突然停机，严重影响整车的运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池供氢系统、燃料电池系统及车辆，用以解决燃料电池供气系统中现有的气体流量控制方式无法在整车需求功率改变时快速响应燃料电池对气体的实时需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种燃料电池供氢系统，包括以下供氢系统技术方案：

供氢系统方案一：一种燃料电池供氢系统，包括供气支路，所述供气支路的进气端用于连接气源，所述供气支路的出气端用于连接电堆，所述供气支路上还设置有减压阀，所述减压阀与所述电堆之间的管路上设置有流量调节模块和流量检测模块，控制模块的输入端连接所述流量检测模块，以检测实时气体流量值；所述控制模块用于获取整车需求功率，所述控制模块的输出端连接所述流量调节模块，当所述实时气体流量值不同于与所述整车需求功率对应的需求气体流量值时，调节所述流量调节模块使所述实时气体流量值等于所述需求气体流量值。该流量调节模块的介入能够实现对减压后气体流量的控制，控制模块通过整车功率需求实时的调节该流量调节模块，实现气体流量跟随以满足燃料电池对气体流量需求，解决了燃料电池供气系统中现有的气体流量控制方式无法在整车需求功率改变时快速响应燃料电池对气体的实时需求的问题。

供氢系统方案二：在供氢系统方案一的基础上，所述气源与所述减压阀之间的管路上依次设置有第一过滤器和高压电磁阀，过滤高压氢气中的杂质、水分等物质，通过高压电磁阀控制供气支路的导通或截断，方便氢气的供应。

供氢系统方案三、供氢系统方案四：分别在供氢系统方案一或供氢系统方案二的基础上，所述燃料电池供氢系统还包括放空支路，所述放空支路的出口为放空阀，所述放空支路的入口接入所述高压电磁阀与所述气源之间的管路中，所述放空支路上设置有高压放空针阀，有效防止在停止向电堆供气后管路中高压氢气的积压，提高了供氢系统的安全性和稳定性。