[发明专利]一种防氢空压差过大的燃料电池发动机及其控制方法

权利要求书

1.一种防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，包括电堆、控制器、氢喷设备、电控三通阀、分水器、氢气循环泵、高低压空压机、加湿器、单向控制阀二、单向控制阀三；其中，

电堆的氢气入口经电控三通阀的输入端一接氢喷设备，并依次经电控三通阀的输入端二、氢气循环泵、分水器的排气口接其氢气尾气出口；其空气入口依次经加湿器、单向控制阀二接高低压空压机，其空气尾气出口接单向控制阀三；

控制器，用于监测整车是否进入断高压模式；以及，在进入断高压模式后，控制高低压空压机从高压供电模式切换到低压供电模式，并调节单向控制阀二、单向控制阀三的开度直到电堆空气侧压力稳定，再识别入堆氢空压差是否超出设定范围，如果是，调整电控三通阀的开度，直到入堆氢空压差达到设定范围，否则，维持当前时刻电控三通阀的开度不变。

2.根据权利要求1所述的防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，还包括排气阀；其中，

所述排气阀的输入端与分水器的中部排气口连接，输出端与整车排气管道连接，控制端与控制器的输出端连接；并且，所述分水器的顶部排气口与氢气循环泵的气体入口连接；

所述控制器，还用于定期开启所述排气阀，使得电堆氢侧压力稳定；以及，在高低压空压机从高压供电模式切换到低压供电模式时，同步调节所述排气阀和所述单向控制阀二、单向控制阀三的开度，使得电堆内氢压和空压同步下降，直到电堆空气侧压力稳定。

3.根据权利要求2所述的防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，还包括单向控制阀一；其中，

所述单向控制阀一的输入端与高低压空压机的输出端连接，输出端与整车排气管道连接，控制端与控制器的输出端连接；

所述控制器，还用于如果调整电控三通阀的开度至输入端一完全关闭、输入端二完全打开后，入堆氢空压差仍不在设定范围内，控制排气阀开启，并同步调整单向控制阀一的开度，直到入堆氢空压差达到设定范围内结束单向控制阀一的开度的调整。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，还包括设于高低压空压机前端的空气过滤器；其中，

所述空气过滤器的输出端与高低压空压机的进气口连接。

5.根据权利要求4所述的防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，还包括中冷器、水泵和散热器；其中，

所述电堆输出的冷却液分为两路，一路依次经所述水泵、散热器与其冷却液入口连接，另一路经所述中冷器中的冷却液管道与其冷却液入口连接；

所述中冷器设于单向控制阀二的前端，其气体输入端与高低压空压机的输出端连接，气体输出端与单向控制阀二的输入端连接。

6.根据权利要求1-3、5任意一项所述的防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，所述控制器进一步包括：

数据采集单元，用于实时采集电堆的输出电压或电流，以及入堆氢气和入堆空气的气压，发送至数据处理与控制单元；

数据处理与控制单元，用于实时监测电堆的输出电压或电流，判断整车是否进入断高压模式；以及，如果进入断高压模式，先控制高低压空压机从高压供电模式切换到低压供电模式，并调节单向控制阀二、单向控制阀三的开度直到电堆空气侧压力稳定，再根据入堆氢气和入堆空气的气压得出入堆氢空压差，识别所述入堆氢空压差是否超出设定范围的上限，如果超出设定范围的上限，调整电控三通阀的开度，再次监测入堆氢空压差，直到入堆氢空压差达到设定范围内结束电控三通阀的开度调整。

7.根据权利要求6所述的防氢空压差过大的燃料电池发动机，其特征在于，数据采集单元进一步包括：

气压传感器，分别设于电堆的氢气入口、空气入口的管道内壁上，用于实时采集布设位置处的气压，作为入堆氢气、入堆空气的气压；

电压-电流一体传感器，与电堆的供电输出端连接，用于实时采集电堆的输出电压和电流。