本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種燃料電池汽車的續(xù)航控制方法及燃料電池汽車。

背景技術(shù)：

目前,絕大部分汽車都以汽油、柴油為燃料,不僅消耗了大量的石油資源,而且汽車尾氣造成了嚴(yán)重的大氣污染。為應(yīng)對此資源問題和環(huán)境問題,電動(dòng)汽車的開發(fā)變得非常重要。電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛。電動(dòng)汽車包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車。在現(xiàn)有技術(shù)中,燃料電池汽車是指裝備了燃料電池作為獲得驅(qū)動(dòng)力的電源的電動(dòng)汽車。燃料電池在發(fā)電過程中,需要?dú)渥鳛殡娀瘜W(xué)反應(yīng)材料。在現(xiàn)有技術(shù)中,燃料電池所使用的氫來源于氫氣承載設(shè)備或者制氫設(shè)備。

承載氫的燃料電池汽車,通過將氫以壓縮氣體填充在高壓儲(chǔ)氣瓶中等方法來承載氫。如此承載了氫的燃料電池汽車,由于供給燃料電池的電極的燃料氣體是純度非常高的氫氣,因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)燃料電池時(shí),可以獲得很高的發(fā)電效率,并使燃料電池汽車在行駛過程中所進(jìn)行的各種反應(yīng)過程不產(chǎn)生有害物質(zhì)。但是,承載氫的燃料電池汽車,填充氫非常困難,并且運(yùn)輸和儲(chǔ)藏大量氫氣則更不容易。

發(fā)明專利200580010256.X公開了一種電動(dòng)汽車,該電動(dòng)汽車具有通過供給氫和氧化劑而進(jìn)行發(fā)電的燃料電池、制造用于供給所述燃料電池的含氫氣體的氫制造裝置以及由所述燃料電池所產(chǎn)生的電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的馬達(dá),所述氫制造裝置是分解含有有機(jī)物的燃料來制造含氫氣體的裝置,所述氫制造裝置具有：隔膜、在隔膜的一個(gè)面上設(shè)置的燃料極、向燃料極供給含有有機(jī)物（例如甲醇）和水燃料的裝置、在隔膜的另一面上設(shè)置的氧化極、向氧化極供給氧化劑的裝置，由燃料極側(cè)產(chǎn)生含氫氣體并導(dǎo)出的裝置。具體地,所述氫制造裝置在30-90℃的溫度下,由供給甲醇和水的燃料極側(cè)產(chǎn)生含氫氣體。在不從外部向氫制造電池供給電能的情況,會(huì)產(chǎn)生70-80%氫濃度的氣體;在從外部向氫制造電池施加電能的情況，會(huì)產(chǎn)生大于等于80%的氫濃度的氣體。并且該氣體的產(chǎn)生依賴于兩極的開路電壓或者運(yùn)轉(zhuǎn)電壓。然而,上述電動(dòng)汽車的氫制造裝置還存在以下缺失:其一、由于氫制造裝置是在30-90℃的溫度下分解含有有機(jī)物（例如甲醇）的燃料來制造含氫氣體的裝置,并依靠氧化極和燃料極來產(chǎn)生氫氣,因此,有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣的速率較慢,并且,有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣的效率實(shí)際上并不高,對有機(jī)物的利用率偏低；其二、氫制造裝置產(chǎn)生的含氫氣體在較低溫度下純化為高純氫氣的效率低下,成本高昂,需要較大體積的純化裝置來換取高純氫氣的正常供給,不利于氫制造裝置的小型化發(fā)展。

對于上述存在的問題,本習(xí)作之發(fā)明創(chuàng)造者披露了一種燃料電池汽車,專利號為：201410845114.6;該燃料電池汽車的甲醇水重整制氫設(shè)備采用重整器在300-570℃的溫度下及催化劑作用下重整制氫的方式,其制氫速度及效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)中制氫設(shè)備在30-90℃的溫度下分解甲醇的速度和效率,甲醇水原料轉(zhuǎn)化效率和利用率高；由于氫氣純化裝置設(shè)置于重整室內(nèi)的分離室內(nèi),氫氣純化裝置的溫度與重整室溫度相同或接近,因此,能顯著提高氫氣純化效率及降低氫氣純化難度，同時(shí)騰出氫氣純化裝置占用的空間,使甲醇水重整制氫設(shè)備小型化發(fā)展、降低成本;該燃料電池包括至少兩個(gè)燃料電池組，這樣能整體上提高燃料電池的發(fā)電效率,使燃料電池輸出功率更高。

上述201410845114.6專利雖然披露了一種效果優(yōu)良的燃料電池汽車,但此類采用單一燃料電池的汽車還存在一些局限性,當(dāng)燃料電池的燃料（氫氣）耗盡時(shí),此時(shí)燃料電池汽車因缺乏動(dòng)力而無法繼續(xù)行駛,用戶往往會(huì)被擱置在路上。因此,現(xiàn)有的燃料電池汽車,會(huì)在采用燃料電池供電的同時(shí)匹配增設(shè)動(dòng)力電池,通過可重復(fù)充電的蓄電池作動(dòng)力電池,如此避免因燃料耗盡不能繼續(xù)行駛,造成被困。而使用的動(dòng)力電池?zé)o需與純動(dòng)力電池供電的電動(dòng)車一樣,需求大體積、大容量的電池組來提高其續(xù)航能力;采用燃料電池和動(dòng)力電池結(jié)合的電動(dòng)車,其動(dòng)力電池需求續(xù)航能力（電池容量）只需要純動(dòng)力電池汽車的1/3甚至更小,如此,就會(huì)使得動(dòng)力電池體積小,減小車身重量,且需要充電的時(shí)間短,再加入燃料電池,使之又可以具備燃料電池汽車燃料價(jià)格低廉、且行駛過程中所進(jìn)行的各種反應(yīng)過程不產(chǎn)生有害物質(zhì),環(huán)保且安全。但現(xiàn)有的此類燃料電池汽車存在的不足時(shí)：一是，缺少有效的續(xù)航控制方法,即此種燃料電池汽車在駕駛過程中，因續(xù)航控制管理不當(dāng)，使的燃料電池汽車的續(xù)航能力不佳，影響使用效果；二是，已有的上述燃料電池汽車，是采用的直接利用氫氣，因此其燃料電池部分存有一定的局限性，同時(shí)，已知的甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)缺乏抽真空系統(tǒng)及液位檢測，制氫發(fā)電效果不佳，且制氫設(shè)備易損耗，壽命不長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的存在的缺陷,提供一種利用甲醇水液位控制燃料電池汽車?yán)m(xù)航能力的續(xù)航控制方法，通過該續(xù)航控制方法，使燃料電池汽車能最佳性能續(xù)航。與之同時(shí)，本發(fā)明還提供一種通過上述續(xù)航控制方法的燃料電池汽車。

為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下: 一種燃料電池汽車的續(xù)航控制方法, 包括:通過續(xù)航模式選擇模塊確認(rèn)燃料電池汽車當(dāng)前的續(xù)航模式;所述續(xù)航模式包括實(shí)時(shí)續(xù)航模式、單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式、單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式；

若燃料電池汽車當(dāng)前續(xù)航模式為單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式,燃料電池汽車的主控制器控制動(dòng)力電池為汽車馬達(dá)供電,動(dòng)力電池和/或啟動(dòng)蓄電池提供主控制器工作的電源；

若燃料電池汽車當(dāng)前續(xù)航模式為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式,燃料電池汽車的主控制器控制甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)為汽車馬達(dá)供電,甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)和/或啟動(dòng)蓄電池提供主控制器工作的電源；

若燃料電池汽車當(dāng)前續(xù)航模式為實(shí)時(shí)續(xù)航模式,燃料電池汽車的主控制器控制甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)為汽車馬達(dá)供電并對動(dòng)力電池、啟動(dòng)蓄電池充電;燃料電池汽車行駛過程中,若動(dòng)力電池充電飽和,主控制器控制燃料電池汽車轉(zhuǎn)換為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式; 燃料電池汽車行駛過程中,若甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)的甲醇水存儲(chǔ)箱內(nèi)液位檢測模塊檢測甲醇水儲(chǔ)量低于警戒值,主控制器控制燃料電池汽車轉(zhuǎn)換為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式和單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式其中一種;若燃料電池汽車選擇從實(shí)時(shí)續(xù)航模式轉(zhuǎn)換為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式時(shí),燃料電池汽車在繼續(xù)行駛過程中,液位檢測模塊檢測甲醇水耗盡,主控制器控制燃料電池汽車強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式。

作為對上技術(shù)方案的進(jìn)一步闡述，

在上述技術(shù)方案中,燃料電池汽車以單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)蓄電池提供主控制器工作的電源;啟動(dòng)后,動(dòng)力電池為主控制器和汽車馬達(dá)工作供電,啟動(dòng)蓄電池停止為主控制器供電,并由所述動(dòng)力電池對其充電,使所述啟動(dòng)蓄電池留有電量供燃料電池汽車的重啟動(dòng)。

在上述技術(shù)方案中,燃料電池汽車以單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式或?qū)崟r(shí)續(xù)航模式啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)蓄電池提供主控制器工作的電源和提供甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的電源;啟動(dòng)后，由甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)提供主控制器工作的電源,啟動(dòng)蓄電池停止對主控制器供電,并由所述甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)對啟動(dòng)蓄電池充電,使所述啟動(dòng)蓄電池留有電量供燃料電池汽車的重啟動(dòng)。

在上述技術(shù)方案中,燃料電池汽車以實(shí)時(shí)續(xù)航模式啟動(dòng)后,判斷燃料電池汽車是否需要進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式;若判斷燃料電池汽車需要進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式，則提醒用戶切換或自動(dòng)切換到單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式;若判斷燃料電池汽車不進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式,則保持當(dāng)前實(shí)時(shí)續(xù)航模式或切換至單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式。

進(jìn)一步,所述判斷燃料電池汽車是否需要進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式的因素包括：動(dòng)力電池電量狀態(tài)、甲醇水儲(chǔ)量狀態(tài)、車輛故障狀態(tài)及用戶模式選擇。

更進(jìn)一步,所述用戶模式包括動(dòng)力電池模式、適時(shí)燃料電池模式和實(shí)時(shí)燃料電池模式；

用戶模式選擇為動(dòng)力電池模式時(shí)，燃料電池汽車從當(dāng)前實(shí)時(shí)續(xù)航模式強(qiáng)制切換為單動(dòng)力電池供電模式；

用戶模式選擇為適時(shí)燃料電池模式，燃料電池汽車進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式；

用戶模式選擇為實(shí)時(shí)燃料電池模式，燃料電池汽車保持當(dāng)前實(shí)時(shí)續(xù)航模式。

本發(fā)明的燃料電池汽車?yán)m(xù)航控制方法有益效果在于:用戶通過續(xù)航模式選擇模塊選擇啟動(dòng)及續(xù)航模式，使操控具備實(shí)用性；再通過用戶模式選擇結(jié)合液位檢測模塊的自動(dòng)控制，使續(xù)航過程中匹配適宜的模式續(xù)航，燃料電池汽車在最低能耗、最長時(shí)間續(xù)航的條件行駛。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種燃料電池汽車,該燃料電池汽車采用上述的續(xù)航控制方法控制，本發(fā)明燃料電池汽車采取的技術(shù)方案如下:一種利用上述燃料電池汽車的續(xù)航控制方法控制的燃料電池汽車,包括:主控制器、動(dòng)力電池、啟動(dòng)蓄電池、續(xù)航模式選擇模塊、甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)及汽車馬達(dá);其中:

續(xù)航模式選擇模塊,包括續(xù)航模式選擇單元和續(xù)航模式切換單元,所述續(xù)航模式選擇單元用于確定當(dāng)前的續(xù)航模式,所述續(xù)航模式切換單元用于用戶選擇用戶模式，所述續(xù)航模式包括實(shí)時(shí)續(xù)航模式、單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式、單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式，所述用戶模式包括動(dòng)力電池模式、適時(shí)燃料電池模式和實(shí)時(shí)燃料電池模式；

主控制器,用于根據(jù)所述續(xù)航模式選擇模塊選定的續(xù)航模式控制所述動(dòng)力電池、甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)及汽車馬達(dá)工作；

動(dòng)力電池,包括可充電蓄電池,用于在單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式下為汽車馬達(dá)供電，并提供主控制器和續(xù)航模式選擇模塊工作的電源;

啟動(dòng)蓄電池,用于燃料電池汽車啟動(dòng)時(shí)為主控制器、續(xù)航模式選擇模塊供電和用于甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)；

甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī),包括甲醇水重整制氫設(shè)備和發(fā)電模塊，所述甲醇水重整制氫設(shè)備用于利用甲醇水原料制備氫氣供發(fā)電模塊使用；所述發(fā)電模塊包括電堆,其用于氫氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,所述發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能用于為汽車馬達(dá)供電、對動(dòng)力電池與啟動(dòng)蓄電池充電及為主控制器供電;所述甲醇水重整制氫設(shè)備的甲醇水存儲(chǔ)箱內(nèi)設(shè)有液位檢測模塊，液位檢測模塊配合續(xù)航模式選擇模塊及主控制器使燃料電池汽車切換匹配的續(xù)航模式；

汽車馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)車軸旋轉(zhuǎn)而使燃料電池汽車行駛。

作為對上技術(shù)方案的進(jìn)一步闡述，

在上述技術(shù)方案中,所述液位檢測模塊包括液位傳感器和浮球液位計(jì),所述液位傳感器電連接所述主控制器，并實(shí)時(shí)偵測所述甲醇水存儲(chǔ)箱內(nèi)的甲醇水原料的儲(chǔ)量,且在偵測到甲醇水存儲(chǔ)箱內(nèi)的甲醇水原料不大于警戒儲(chǔ)量時(shí)發(fā)出低液信號,提醒加注甲醇水原料及通過所述主控制器控制續(xù)航模式選擇模塊切換燃料電池汽車的續(xù)航模式;所述浮球液位計(jì)用于實(shí)時(shí)顯示所述甲醇水存儲(chǔ)箱內(nèi)的甲醇水原料液位高度。

在上述技術(shù)方案中,所述甲醇水重整制氫設(shè)備包括電控模塊、進(jìn)液模塊、制氫模塊及抽真空模塊,其中：

電控模塊,包括控制主板、穩(wěn)壓模塊及DC變化單元,所述控制主板控制進(jìn)液模塊、制氫模塊及抽真空模塊的工作,所述穩(wěn)壓模塊配合DC變化單元將所述發(fā)電模塊產(chǎn)生的電力進(jìn)行穩(wěn)壓及轉(zhuǎn)換處理并向外輸出；

進(jìn)液模塊,包括進(jìn)液總管、甲醇泵、換熱組件、啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥、啟動(dòng)進(jìn)液分管、制氫進(jìn)液電磁閥、制氫進(jìn)液分管及所述甲醇水存儲(chǔ)箱;甲醇水重整制氫設(shè)備啟動(dòng)過程中,所述啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥打開,制氫進(jìn)液電磁閥關(guān)閉,甲醇水原料從甲醇水存儲(chǔ)箱經(jīng)進(jìn)液總管、甲醇泵、換熱組件、啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥及啟動(dòng)進(jìn)液分管供應(yīng)給制氫模塊的啟動(dòng)裝置; 甲醇水重整制氫設(shè)備制氫過程中,制氫進(jìn)液電磁閥打開,啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥關(guān)閉,甲醇水原料從甲醇水存儲(chǔ)箱經(jīng)進(jìn)液總管、甲醇泵、制氫進(jìn)液電磁閥及制氫進(jìn)液分管供應(yīng)給制氫模塊的重整器；

制氫模塊,包括重整器和啟動(dòng)裝置,所述重整器包括重整室、分離室及燃燒室,所述重整室用于甲醇與水反應(yīng)制得包括二氧化碳和氫氣的混合氣體,所述分離室用于從混合氣體中分離出氫氣,所述燃燒室用于燃燒制得的部分氫氣,提供重整器運(yùn)行的熱量;所述啟動(dòng)裝置通過燃燒甲醇水原料為重整器的啟動(dòng)過程提供熱量；

抽真空模塊,包括真空泵、抽真空電磁閥及抽氣管道,所述真空泵通過抽氣管道與抽真空電磁閥氣密連接,所述抽真空電磁閥則通過抽氣管道氣密連接所述進(jìn)液模塊和重整器，甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)啟動(dòng)/制氫前,所述抽真空模塊對進(jìn)液模塊和重整器抽真空。

在上述技術(shù)方案中,所述換熱組件包括換熱器,所述換熱器上制有常溫液體入口、高溫液體出口、高溫氣體入口及低溫氣體出口,且所述換熱器自內(nèi)向外依次設(shè)有氣程通道和液程通道,在所述換熱器的一端,該氣程通道與高溫氣體入口連通,該液程通道與高溫液體出口連通;在所述換熱器的另一端,所述氣程通道與低溫氣體出口連通,所述液程通道與常溫液體入口連通;在甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)制氫過程中,所述存儲(chǔ)箱中的甲醇水原料依次經(jīng)過甲醇泵、進(jìn)液總管及常溫液體入口進(jìn)入液程通道,所述制氫模塊制得的氫氣從高溫氣體入口進(jìn)入氣程通道，高溫的氫氣與低溫的甲醇水原料換熱,甲醇水原料溫度升高,從高溫液體出口輸出至進(jìn)液模塊以及重整器,氫氣溫度降低,從低溫氣體出口向外輸出或輸出至電堆。

在上述技術(shù)方案中，還包括控氣組件,該控氣組件設(shè)置于所述重整器輸送高溫氫氣至換熱器的輸送通道上,所述控氣組件包括控氣管道、壓力傳感器、控氫電磁閥及泄氣管道;所述控氫電磁閥及壓力傳感器安裝于控氣管道上,并且所述控氫電磁閥能活動(dòng)連通所述泄氣管道；所述發(fā)電模塊發(fā)電異常,氫氣在控氣管道中輸送，壓力傳感器感應(yīng)到氫氣氣壓高于警戒氣壓，則控氫電磁閥連通泄氣管道,使控氣管道與泄氣管道連通向外排出氫氣。

在上述技術(shù)方案中,所述換熱組件輸送低溫氫氣至所述電堆的輸送管道上還設(shè)有進(jìn)氣保護(hù)裝置,該進(jìn)氣保護(hù)裝置包括進(jìn)氫管道、安全電磁閥、常規(guī)電磁閥、安全氣壓傳感器和常規(guī)氣壓傳感器;所述安全電磁閥、常規(guī)電磁閥、安全氣壓傳感器及常規(guī)氣壓傳感器安裝于進(jìn)氫管道上,所述進(jìn)氫管道具有與安全電磁閥相配合的泄氣孔;氫氣在進(jìn)氫管道中輸送,若安全氣壓傳感器感應(yīng)到氫氣氣壓高于警戒氣壓,則控制安全電磁閥打開泄氣孔，向外排出氫氣;所述常規(guī)電磁閥用于正常狀態(tài)下的打開和關(guān)閉進(jìn)氫管道,所述常規(guī)氣壓傳感器用于感應(yīng)正常狀態(tài)下的氫氣壓力。

在上述技術(shù)方案中,所述重整器還包括設(shè)置在所述重整器內(nèi)的快速加熱子系統(tǒng),所述快速加熱子系統(tǒng)包括快加熱器、液態(tài)甲醇水輸送管及氣態(tài)甲醇水蒸氣輸送管;所述快加熱器用于將液態(tài)甲醇水原料汽化成甲醇水蒸氣;所述液態(tài)甲醇水輸送管一端連接所述制氫進(jìn)液分管,另一端連接所述快加熱器;所述氣態(tài)甲醇水蒸氣輸送管一端連接所述快加熱器,另一端伸入所述重整器的重整室內(nèi),并將經(jīng)所述快加熱器加熱汽化的甲醇水蒸氣送入所述重整室底部。

在上述技術(shù)方案中,還包括散熱裝置,所述散熱裝置包括對所述電控模塊和發(fā)電模塊進(jìn)行散熱的散熱組件及對制氫模塊的余氣進(jìn)行散熱的余氣散熱組件;其中，所述散熱組件自下而上抽取所述甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)在制氫發(fā)電過程中電控模塊與發(fā)電模塊周邊的高溫空氣,對電控模塊與發(fā)電模塊降溫;所述余氣散熱組件抽取所述制氫模塊的余氣排出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的燃料電池汽車有益效果在于:燃料電池汽車的甲醇水重整制氫設(shè)備的電控模塊、進(jìn)液模塊、制氫模塊、發(fā)電模塊及抽真空模塊,各部分之間配合良好,并通過甲醇水重整制氫設(shè)備制備的氫氣和燃料電池發(fā)電相結(jié)合,滿足燃料電池汽車的主要用電需求;進(jìn)液模塊部分的存儲(chǔ)箱內(nèi)設(shè)置有自動(dòng)液位控制,實(shí)時(shí)監(jiān)測甲醇水的儲(chǔ)量并能作出低液預(yù)警/報(bào)警,也能與主控制器結(jié)合執(zhí)行甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)的模式切換，在避免因甲醇水的耗盡且未及時(shí)加注導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停止制氫發(fā)電,造成燃料電池汽車停電拋錨的同時(shí)，也使燃料電池汽車已最佳續(xù)航能力續(xù)航行駛;本發(fā)明燃料電池汽車的甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)設(shè)置了抽真空模塊,通過對制氫模塊、進(jìn)液模塊及燃料電池工作之前進(jìn)行抽真空處理,使制氫模塊的重整器處于純凈的環(huán)境中制氫,延長重整器、電堆及整發(fā)電機(jī)的使用壽命;同時(shí),本發(fā)明燃料電池汽車甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)的電控系統(tǒng)和重整器工作穩(wěn)定,重整器制氫效率高、電堆發(fā)電效果好,整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明續(xù)航控制方法流程方框圖；

圖2是本發(fā)明燃料電池汽車組成方框圖；

圖3是本發(fā)明燃料電池汽車甲醇水重整制氫設(shè)備方框圖；

圖4是本發(fā)明換熱組件方框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明的燃料電池汽車的續(xù)航控制方法用戶通過續(xù)航模式選擇模塊選擇啟動(dòng)及續(xù)航模式，再通過用戶模式選擇結(jié)合液位檢測模塊的自動(dòng)控制,使續(xù)航過程中匹配適宜的模式續(xù)航,燃料電池汽車在最低能耗、最長時(shí)間續(xù)航的條件行駛。

參考附圖1-2，為本發(fā)明燃料電池汽車?yán)m(xù)航控制方法提供的一種實(shí)施例，具體的，該續(xù)航控制方法包括：

步驟S101，通過續(xù)航模式選擇模塊4確認(rèn)燃料電池汽車當(dāng)前的續(xù)航模式;所述續(xù)航模式包括實(shí)時(shí)續(xù)航模式、單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式、單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式;若燃料電池汽車當(dāng)前續(xù)航模式為單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式,執(zhí)行步驟S102;若燃料電池汽車當(dāng)前續(xù)航模式為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式,執(zhí)行步驟S103;若燃料電池汽車當(dāng)前續(xù)航模式為實(shí)時(shí)續(xù)航模式,執(zhí)行步驟S104;

步驟S102，單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式,燃料電池汽車的主控制器1控制動(dòng)力電池3為汽車馬達(dá)6供電,動(dòng)力電池3和/或啟動(dòng)蓄電池2提供主控制器1工作的電源；

步驟S103，單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式,燃料電池汽車的主控制器1控制甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5為汽車馬達(dá)6供電,甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5和/或啟動(dòng)蓄電池2提供主控制器1工作的電源；

步驟S104,實(shí)時(shí)續(xù)航模式,燃料電池汽車的主控制器1控制甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5為汽車馬達(dá)6供電并對動(dòng)力電池3、啟動(dòng)蓄電池2充電;

步驟S105,在實(shí)時(shí)續(xù)航模式下、燃料電池汽車行駛過程中,若動(dòng)力電池3充電飽和,主控制器1控制燃料電池汽車轉(zhuǎn)換為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式,轉(zhuǎn)為執(zhí)行步驟S102;

步驟S106,在實(shí)時(shí)續(xù)航模式下、燃料電池汽車行駛過程中,若甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)的甲醇水存儲(chǔ)箱523內(nèi)液位檢測模塊522檢測甲醇水儲(chǔ)量低于警戒值（常規(guī)設(shè)定警戒值為滿存儲(chǔ)時(shí)的1/10、1/8）,主控制器1控制燃料電池汽車轉(zhuǎn)換為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式（步驟S103）和單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式(步驟S102)其中一種,此時(shí)，選擇單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式常常是通過用戶手動(dòng)選擇的;

步驟S107,若燃料電池汽車選擇從實(shí)時(shí)續(xù)航模式轉(zhuǎn)換為單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式時(shí)（從步驟6轉(zhuǎn)換到步驟S103）,且燃料電池汽車在繼續(xù)行駛過程中,液位檢測模塊522檢測甲醇水耗盡,主控制器1控制燃料電池汽車強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式，執(zhí)行步驟S102。

在本實(shí)施例的燃料電池汽車?yán)m(xù)航控制方法中，若燃料電池汽車以單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式啟動(dòng),則啟動(dòng)蓄電池2提供主控制器1工作的電源;啟動(dòng)后,動(dòng)力電池3為主控制器1和汽車馬達(dá)6工作供電,啟動(dòng)蓄電池2停止為主控制器1供電,并由所述動(dòng)力電池3對其充電,使所述啟動(dòng)蓄電池2留有電量供燃料電池汽車的重啟動(dòng)（啟動(dòng)蓄電池2電量限定其不能耗盡，用于燃料電池汽車重啟動(dòng)時(shí)，給主控制器1提供工作電源，或者是為燃料電池汽車選擇以單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式或?qū)崟r(shí)續(xù)航模式重啟動(dòng)時(shí)用于甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5的啟動(dòng)點(diǎn)火）;若燃料電池汽車以單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式或?qū)崟r(shí)續(xù)航模式啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)蓄電池2提供主控制器1工作的電源和提供甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5啟動(dòng)的電源;啟動(dòng)后，由甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5提供主控制器1工作的電源,啟動(dòng)蓄電池2停止對主控制器1供電,并由所述甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5對啟動(dòng)蓄電池2充電,使所述啟動(dòng)蓄電池2留有電量供燃料電池汽車的重啟動(dòng)，當(dāng)然，甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5選擇性的對動(dòng)力電池3充電。

另一種續(xù)航控制方法的實(shí)施例中，燃料電池汽車以實(shí)時(shí)續(xù)航模式啟動(dòng)后,判斷燃料電池汽車是否需要進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式;若判斷燃料電池汽車需要進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式，則提醒用戶切換或自動(dòng)切換到單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式;若判斷燃料電池汽車不進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式,則保持當(dāng)前實(shí)時(shí)續(xù)航模式或切換至單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式；所述判斷燃料電池汽車是否需要進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式的因素包括：動(dòng)力電池電量狀態(tài)、甲醇水儲(chǔ)量狀態(tài)、車輛故障狀態(tài)及用戶模式選擇;所述用戶模式包括動(dòng)力電池模式、適時(shí)燃料電池模式和實(shí)時(shí)燃料電池模式；具體的，若用戶模式選擇為動(dòng)力電池模式時(shí)，燃料電池汽車從當(dāng)前實(shí)時(shí)續(xù)航模式強(qiáng)制切換為單動(dòng)力電池供電模式；若用戶模式選擇為適時(shí)燃料電池模式，燃料電池汽車進(jìn)入單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式;若用戶模式選擇為實(shí)時(shí)燃料電池模式，燃料電池汽車保持當(dāng)前實(shí)時(shí)續(xù)航模式。

用戶通過續(xù)航模式選擇模塊4選擇啟動(dòng)及續(xù)航模式，使操控具備實(shí)用性；再通過用戶模式選擇結(jié)合液位檢測模塊522的自動(dòng)控制，使續(xù)航過程中匹配適宜的模式續(xù)航，燃料電池汽車在最低能耗、最長時(shí)間續(xù)航的條件行駛。

本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)上述續(xù)航控制方法的燃料電池汽車的實(shí)施例，具體參考附圖2-4，該燃料電池汽車包括:主控制器1、動(dòng)力電池3、啟動(dòng)蓄電池2、續(xù)航模式選擇模塊4、甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5及汽車馬達(dá)6;其中:

續(xù)航模式選擇模塊4,包括續(xù)航模式選擇單元41和續(xù)航模式切換單元42,所述續(xù)航模式選擇單元41用于確定當(dāng)前的續(xù)航模式,所述續(xù)航模式切換單元42用于用戶選擇用戶模式，所述續(xù)航模式包括實(shí)時(shí)續(xù)航模式、單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式、單甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)供電續(xù)航模式，所述用戶模式包括動(dòng)力電池模式、適時(shí)燃料電池模式和實(shí)時(shí)燃料電池模式；

主控制器1,用于根據(jù)所述續(xù)航模式選擇模塊選定的續(xù)航模式控制所述動(dòng)力電池3、甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5及汽車馬達(dá)6工作；

動(dòng)力電池3,包括可充電蓄電池,用于在單動(dòng)力電池供電續(xù)航模式下為汽車馬達(dá)6供電，并提供主控制器1和續(xù)航模式選擇模塊4工作的電源或?yàn)閱?dòng)蓄電池2充電;

啟動(dòng)蓄電池2,用于燃料電池汽車啟動(dòng)時(shí)為主控制器1、續(xù)航模式選擇模塊4供電和用于甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5的啟動(dòng)；

甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5,包括甲醇水重整制氫設(shè)備52和發(fā)電模塊51，所述甲醇水重整制氫設(shè)備52用于利用甲醇水原料制備氫氣供發(fā)電模塊51使用；所述發(fā)電模塊51包括電堆511,其用于氫氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,所述發(fā)電模塊51產(chǎn)生的電能用于為汽車馬達(dá)6供電、對動(dòng)力電池3與啟動(dòng)蓄電池2充電及為主控制器1工作供電;所述甲醇水重整制氫設(shè)備52的甲醇水存儲(chǔ)箱523內(nèi)設(shè)有液位檢測模塊522，液位檢測模塊522配合續(xù)航模式選擇模塊4及主控制器1使燃料電池汽車切換匹配的續(xù)航模式；而所述液位檢測模塊522包括液位傳感器5221和浮球液位計(jì)5222,所述液位傳感器5221電連接所述主控制器1，并實(shí)時(shí)偵測所述甲醇水存儲(chǔ)箱523內(nèi)的甲醇水原料的儲(chǔ)量,且在偵測到甲醇水存儲(chǔ)箱523內(nèi)的甲醇水原料不大于警戒儲(chǔ)量時(shí)發(fā)出低液信號,提醒加注甲醇水原料及通過所述主控制器1控制續(xù)航模式選擇模塊4切換燃料電池汽車的續(xù)航模式;所述浮球液位計(jì)5222用于實(shí)時(shí)顯示所述甲醇水存儲(chǔ)箱523內(nèi)的甲醇水原料液位高度，常用帶液位刻度的液位計(jì)，直觀顯示存儲(chǔ)箱21內(nèi)的甲醇水原料的量多量少；

汽車馬達(dá)6，用于驅(qū)動(dòng)車軸旋轉(zhuǎn)而使燃料電池汽車行駛。

參考附圖3-4，上述實(shí)施例的燃料電池汽車的所述甲醇水重整制氫設(shè)備52包括電控模塊524、進(jìn)液模塊529、制氫模塊526及抽真空模塊525,其中：

電控模塊524,包括控制主板5241、穩(wěn)壓模塊及DC變化單元,所述控制主板控制進(jìn)液模塊529、制氫模塊526及抽真空模塊525的工作,所述穩(wěn)壓模塊配合DC變化單元將所述發(fā)電模塊51產(chǎn)生的電力進(jìn)行穩(wěn)壓及轉(zhuǎn)換處理并向外輸出；其中，穩(wěn)壓模塊將發(fā)電模塊51產(chǎn)生的電力先進(jìn)行穩(wěn)壓處理，然后在經(jīng)過DC變化單元進(jìn)行直流變交流處理，輸出匹配燃料電池汽車的主控制器1、汽車馬達(dá)6等設(shè)備需求的電壓，并可用于對動(dòng)力電池3、啟動(dòng)蓄電池2充電；

進(jìn)液模塊529,包括進(jìn)液總管5292、甲醇泵5291、換熱組件527、啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥5293、啟動(dòng)進(jìn)液分管5294、制氫進(jìn)液電磁閥5296、制氫進(jìn)液分管5295及所述甲醇水存儲(chǔ)箱523;甲醇水重整制氫設(shè)備52啟動(dòng)過程中,所述啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥5293打開,制氫進(jìn)液電磁閥5296關(guān)閉,甲醇水原料從甲醇水存儲(chǔ)箱523經(jīng)進(jìn)液總管5292、甲醇泵5291、換熱組件527、啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥5293及啟動(dòng)進(jìn)液分管5294供應(yīng)給制氫模塊526的啟動(dòng)裝置521; 甲醇水重整制氫設(shè)備52制氫過程中,制氫進(jìn)液電磁閥5296打開,啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥5294關(guān)閉,甲醇水原料從甲醇水存儲(chǔ)箱523經(jīng)進(jìn)液總管5292、甲醇泵5291、制氫進(jìn)液電磁閥5296及制氫進(jìn)液分管5295供應(yīng)給制氫模塊526的重整器5261；參考附圖4，換熱組件527包括換熱器5271,所述換熱器5271上制有常溫液體入口5272、高溫液體出口5274、高溫氣體入口5275及低溫氣體出口5273,且所述換熱器5271自內(nèi)向外依次設(shè)有氣程通道5277和液程通道5276,在所述換熱器5271的一端,氣程通道5277與高溫氣體入口5275連通,該液程通道5276與高溫液體出口5274連通;在所述換熱器5271的另一端,所述氣程通道5277與低溫氣體出口5273連通，所述液程通道5276與常溫液體入口5272連通;在甲醇水重整制氫發(fā)設(shè)備52制氫過程中,所述甲醇水存儲(chǔ)箱523中的甲醇水原料依次經(jīng)過甲醇泵5291、進(jìn)液總管5292及常溫液體入口5272進(jìn)入液程通道5276,制氫模塊526制得的氫氣從高溫氣體入口5275進(jìn)入氣程通道5277,高溫的氫氣與低溫的甲醇水原料換熱,甲醇水原料溫度升高,從高溫液體出口5274輸出至進(jìn)液模塊529以及重整器5261,氫氣溫度降低,從低溫氣體出口5273向外輸出或輸出至發(fā)電模塊51的電堆511；

制氫模塊526,包括重整器5261和啟動(dòng)裝置521,所述重整器5261包括重整室5262、分離室5263及燃燒室5264,所述重整室5262用于甲醇和水發(fā)生重整制氫反應(yīng)制得以二氧化碳和氫氣為主的混合氣體,所述重整室5262內(nèi)設(shè)有催化劑,甲醇和水蒸汽在重整室5262內(nèi)，1-5M Pa的壓力條件下通過催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫氣和二氧化碳,這是一個(gè)多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng),反應(yīng)方程為：(1)CH₃OH→CO+2H₂、(2)H₂O+CO→CO₂+H₂ 、(3)CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂，制得以二氧化碳和氫氣為主的高溫混合氣體;所述分離室5263用于從混合氣體中分離出氫氣,該氫氣可向外輸出或供應(yīng)給發(fā)電模塊51，所述燃燒室5264用于部分制得的氫氣在燃燒室5264中燃燒,為重整器5261的運(yùn)行提供熱量；實(shí)際中，所述重整器5261內(nèi)還設(shè)有快速加熱子系統(tǒng)（附圖中未顯示）,所述快速加熱子系統(tǒng)包括快加熱器、液態(tài)甲醇水輸送管及氣態(tài)甲醇水蒸氣輸送管;所述快加熱器用于將液態(tài)甲醇水原料汽化成甲醇水蒸氣;所述液態(tài)甲醇水輸送管一端連接所述制氫進(jìn)液分管5295,另一端連接所述快加熱器;所述氣態(tài)甲醇水蒸氣輸送管一端連接所述快加熱器,另一端伸入所述重整器5261的重整室5262內(nèi),并將經(jīng)所述快加熱器加熱汽化的甲醇水蒸氣送入所述重整室5262底部，在催化劑的作用下,在重整室5262內(nèi)發(fā)生上述的甲醇裂解反應(yīng)，通過快速加熱子系統(tǒng)的快速汽化，加快重整制氫的效率；另一方面,在高溫氫氣從重整器5261輸送至換熱器527是輸送管路上還設(shè)置有控氣組件528，所述控氣組件528包括控氣管道5281、壓力傳感器5282、控氫電磁閥5283及泄氣管道5284;所述控氫電磁閥5283及壓力傳感器5282安裝于控氣管道5281上,并且所述控氫電磁閥5283能活動(dòng)連通所述泄氣管道5284；本控氣組件528用于保護(hù)所述重整器5261，在本發(fā)明的甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5在制氫發(fā)電過程中，所述發(fā)電模塊51發(fā)電異常,氫氣在控氣管道5281中輸送，壓力傳感器5282感應(yīng)到氫氣氣壓高于警戒氣壓（實(shí)際中常常設(shè)定為壓力大于2公斤），則控氫電磁閥5283連通泄氣管道5284,使控氣管道5281與泄氣管道5284連通向外排出氫氣，并且控氣管道5281上設(shè)置了兩控氫電磁閥5283，一個(gè)用于正常的控氣管道5281輸出氫氣的控制，另一個(gè)用于控制當(dāng)發(fā)電模塊51異常時(shí)，控制泄氣管道5284打開，并連通控氣管道5281，使氫氣從泄氣管道5284向外排放，降低控氣管道5281中氫氣的量和控氣管道5281內(nèi)的氣壓,此時(shí),控制主板5241連接主控制器1和報(bào)警器報(bào)警,實(shí)際中,在此時(shí),控氫電磁閥5283由啟動(dòng)蓄電池2供電,這樣能保證在任何時(shí)候下控氫電磁閥5283均有電供應(yīng);當(dāng)排除發(fā)電模塊51的異常后,控氫電磁閥5283可重新關(guān)斷控氣管道5281與泄氣管道5284的連通，由于設(shè)置了控氣組件528，從而避免了發(fā)電模塊51異常造成的氫氣氣壓過高而破壞重整器5261等設(shè)備的問題；再一方面，在所述換熱組件527輸送低溫氫氣至所述發(fā)電模塊51的輸送管道上還設(shè)有進(jìn)氣保護(hù)裝置。具體的，該進(jìn)氣保護(hù)裝置包括進(jìn)氫管道、安全電磁閥、常規(guī)電磁閥、安全氣壓傳感器和常規(guī)氣壓傳感器;所述安全電磁閥、常規(guī)電磁閥、安全氣壓傳感器及常規(guī)氣壓傳感器安裝于進(jìn)氫管道上,所述進(jìn)氫管道具有與安全電磁閥相配合的泄氣孔;氫氣在進(jìn)氫管道中輸送,若安全氣壓傳感器感應(yīng)到氫氣氣壓高于警戒氣壓,則控制安全電磁閥打開泄氣孔，向外排出氫氣;當(dāng)排除相應(yīng)的問題后，安全電磁閥可重新關(guān)閉安全控氣管上的泄氣孔。由于設(shè)置了進(jìn)氣保護(hù)裝置,從而避免了因異常造成的氫氣氣壓過高而破壞后續(xù)發(fā)電模塊51及電堆511等設(shè)備的問題；

抽真空模塊525,包括真空泵5251、抽真空電磁閥5252及抽氣管道5253,所述真空泵5251通過抽氣管道5253與抽真空電磁閥5252氣密連接,所述抽真空電磁閥5252則通過抽氣管道5253氣密連接所述進(jìn)液模塊529和重整器5261，甲醇水重整制氫發(fā)設(shè)備52啟動(dòng)/制氫前,所述抽真空模塊525對進(jìn)液模塊529和重整器5261抽真空。

對于本發(fā)明燃料電池汽車的甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5的發(fā)電模塊51而言,它包括電堆511,其用于氫氣及空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,在電堆511內(nèi)部反應(yīng)的情況如下：在陽極：2H₂→4H⁺+4e^-，H₂分裂成兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)電子，質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜（PEM），電子通過陽極板，通過外部負(fù)載，并進(jìn)入陰極雙極板，在電堆511的陰極：O₂+4e^-+4H⁺→2H₂O，質(zhì)子、電子和O₂重新結(jié)合以形成H₂O；產(chǎn)生的電能通過所述穩(wěn)壓模塊配合DC變化單元處理，輸出電能。

實(shí)際中,本發(fā)明的燃料電池汽車的甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)5還設(shè)有散熱裝置,所述散熱裝置包括對所述電控模塊和發(fā)電模塊進(jìn)行散熱的散熱組件及對制氫模塊的余氣進(jìn)行散熱的余氣散熱組件；其中,所述散熱組件自下而上抽取所述甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)在制氫發(fā)電過程中電控模塊與發(fā)電模塊周邊的高溫空氣,對電控模塊524與發(fā)電模塊51降溫;所述余氣散熱組件抽取所述制氫模塊526的余氣排出。

以上并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制,凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上的實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。