[发明专利]一种氢燃料电池的主驱动架构及其响应控制方法

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种氢燃料电池的主驱动架构及其响应控制方法，本发明将辅助二次电池模块被集成在氢燃料电池内，该辅助二次电池模块不给电驱动模块提供电能，使得该氢燃料电池直接给电驱动模块提供电能，简化了动力源结构，降低了车重，节省了车体空间，提升了机动车的工作效率，降低了成本；由于采用供气控制模块来直接控制电池供气模块的供气量，使得空气与氢气能够在电池电堆模块内快速反应，实现了氢燃料电池功率的快速响应，从而实现氢燃料电池能够在机动车上的全功率运行；该氢燃料电池的响应控制方法能够使该氢燃料电池实现快速响应，从而使其能够在机动车上实现全功率运行。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池的主驱动架构及其响应控制方法。

背景技术

机动车驱动源由传统能源向新能源转变是发展的必然趋势，与传统内燃机相比，氢燃料电池效率更高，可达68％以上，能源清洁度整体高于二次储能电池。氢气来源广泛，绿氢资源丰富，加氢速度类似于汽油加注，一次加注续驶里程400～700公里，运行寿命长，可达50000小时(等效400万公里)，整体性能非常适宜作为车载动力源使用，是替代传统能源车最有前景的新能源动力产品。

目前，氢燃料电池作为机动车驱动源装置已经被行业所接受并开始批量化装车，但由于氢燃料电池对功率需求的响应速度慢，因此目前的运行模式更多是以锂电池作为主要供能源，氢燃料电池做能量补偿性，其策略是锂电池驱动电机带动车辆运行，利用氢燃料电池适宜稳态运行的特点，作为持久电力供应源。该动力结构模式的弊端是整车需要布置两套动力源结构：锂电池加氢燃料电池，这种结构实际是氢燃料电池不成熟时期的权宜之计，在氢燃料电池成熟期后，尤其对于中重型商用车，全功率燃料电池驱动模式加小型锂电池辅助应该是合适的动力结构模式。要实现全功率氢燃料电池运行，就要解决其功率响应速度慢的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢燃料电池的主驱动架构及其响应控制方法，以实现氢燃料电池功率的快速响应，进而实现氢燃料电池在机动车上的全功率运行。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种氢燃料电池的主驱动架构，包括油门踏板模块、供气控制模块、燃料电池系统、电驱动模块和储氢模块，所述油门踏板模块与所述供气控制模块信号连接，所述燃料电池系统包括：

电池控制模块，分别与所述油门踏板模块和所述储氢模块信号连接；

电池电堆模块，与所述电驱动模块电连接；

电池供气模块，与所述供气控制模块信号连接，并通过管路与所述电池电堆模块相连通；

电池供氢模块，与所述电池控制模块信号连接，并分别通过管路与所述储氢模块和所述电池电堆模块相连通，所述电池供氢模块能够控制所述储氢模块内的氢气流入所述电池电堆模块；及

辅助二次电池模块，与所述电池控制模块信号连接，并与所述电池电堆模块电连接，所述辅助二次电池模块用于储存余能和辅助生活用电。

作为优选，所述燃料电池系统还包括：

电池冷却模块，与所述电池控制模块信号连接，所述电池冷却模块用于冷却所述电池电堆模块。

作为优选，所述电池冷却模块采用液冷降温。

作为优选，所述油门踏板模块包括油门踏板和油门踏板控制组件，所述油门踏板与所述油门踏板控制组件传动连接，所述油门踏板控制组件分别与所述供气控制模块和与所述电池控制模块信号连接。

作为优选，所述辅助二次电池模块采用铅酸蓄电池。

作为优选，所述储氢模块包括至少一个氢瓶，所述氢瓶均通过管路与所述电池供氢模块相连通。