本申請(qǐng)屬于車載液氫系統(tǒng)，具體涉及一種車載液氫系統(tǒng)及控制方法、車輛。

背景技術(shù)：

1、車載液氫系統(tǒng)中，液氫所需的存儲(chǔ)的溫度很低。當(dāng)車輛工作時(shí)，液氫瓶需要源源不斷地為燃電系統(tǒng)提供燃料，供氫管路需要一定的壓力才能保證液氫的燃料供給。當(dāng)液氫瓶中的液氫由于吸熱而汽化，使液氫瓶?jī)?nèi)的壓力到達(dá)一定值時(shí)，就需要通過安全閥對(duì)氫氣進(jìn)行泄放，這樣不僅會(huì)產(chǎn)生能源浪費(fèi)，汽化的氫氣直接排放到空氣中，還會(huì)存在一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決目前液氫瓶?jī)?nèi)汽化的氫氣直接泄放導(dǎo)致的能源浪費(fèi)以及安全技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N車載液氫系統(tǒng)及控制方法、車輛。

2、在本申請(qǐng)的第一方面，提供一種車載液氫系統(tǒng)，包括：

3、液氫瓶，用于存儲(chǔ)液氫；

4、第一供氫管路，輸入端連通于所述液氫瓶的液相出口，輸出端用于連通燃料電池，所述第一供氫管路設(shè)有第一電控閥；

5、第二供氫管路，輸入端連通于所述液氫瓶的氣相出口，輸出端連通于所述第一供氫管路，且靠近于所述第一電控閥的輸出端，所述第二供氫管路設(shè)有第二電控閥；

6、第三供氫管路，輸入端連通于所述液氫瓶的氣相出口，輸出端連通于所述第一供氫管路，且靠近于所述第一電控閥的輸出端，所述第三供氫管路設(shè)有相連通的氣罐以及第三電控閥，所述第三電控閥設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述第三電控閥分別位于所述氣罐的輸入端和輸出端；

7、第一壓力傳感器，用于檢測(cè)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力；

8、第二壓力傳感器，用于檢測(cè)所述液氫瓶?jī)?nèi)的氣相壓力；

9、控制器，與所述第一電控閥、所述第二電控閥、所述第三電控閥、所述第一壓力傳感器以及所述第二壓力傳感器均電連接。

10、在一些實(shí)施方式中，所述第三供氫管路包括用于壓縮所述氣罐內(nèi)的氣體的壓縮組件，所述壓縮組件與所述控制器電連接。

11、在一些實(shí)施方式中，所述壓縮組件包括壓縮機(jī)以及驅(qū)動(dòng)件，所述驅(qū)動(dòng)件與所述壓縮機(jī)傳動(dòng)連接，所述壓縮機(jī)連通于所述氣罐，且靠近于所述液氫瓶，所述驅(qū)動(dòng)件與所述控制器電連接。

12、在一些實(shí)施方式中，所述第一供氫管路設(shè)有的動(dòng)力輸出件、汽化器以及緩沖罐，所述第一電控閥、所述動(dòng)力輸出件、所述汽化器以及所述緩沖罐沿介質(zhì)流通方向依次連通，所述第三供氫管路的輸出端連通于所述緩沖罐，所述動(dòng)力輸出件與所述控制器電連接。

13、在一些實(shí)施方式中，還包括充液管路和泄放管路，所述充液管路和所述泄放管路均通過主管連通于所述液氫瓶的氣相出口。

14、在一些實(shí)施方式中，所述控制器設(shè)置為：在所述氣罐的第一氣體壓力p01＞p1的情況下，所述控制器控制位于所述氣罐輸出端的第三電控閥開啟，以使所述氣罐內(nèi)的氣體通過所述第三供氫管路供應(yīng)至燃料電池；在p01≤p1且所述液氫瓶中的氣相的第二氣體壓力p02＞p2的情況下，所述控制器控制所述第二電控閥開啟，以使所述液氫瓶?jī)?nèi)的氣體通過所述第二供氫管路供應(yīng)至燃料電池；在p01≤p1且p02≤p2的情況下，所述控制器控制所述第一電控閥開啟，以使所述液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過所述第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池；其中p1與p2均為設(shè)定值。

15、在本申請(qǐng)的第二方面，提供一種車輛，其特征在于，包括第一方面的車載液氫系統(tǒng)。

16、在本申請(qǐng)的第二方面，提供一種應(yīng)用于第一方面的車載液氫系統(tǒng)的控制方法，包括：

17、響應(yīng)于燃料電池啟動(dòng)信號(hào)，獲取氣罐的第一氣體壓力p01；

18、在p01＞p1的情況下，控制位于氣罐輸出端的第三電控閥導(dǎo)通第三供氫管路，以使氣罐內(nèi)的氣體通過第三供氫管路供應(yīng)至燃料電池，直至p01≤p1；

19、在p01≤p1的情況下，獲取液氫瓶中的氣相的第二氣體壓力p02；

20、在p02＞p2的情況下，控制第二電控閥導(dǎo)通第二供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的氣體通過第二供氫管路供應(yīng)至燃料電池；其中p1與p2均為設(shè)定值；在p02≤p2的情況下，控制第一電控閥導(dǎo)通第一供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池。

21、在一些實(shí)施方式中，所述在p02≤p2的情況下，控制第一電控閥導(dǎo)通第一供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池，具體包括：

22、在p3≤p02≤p2的情況下，控制第一電控閥導(dǎo)通第一供氫管路，以及第二電控閥導(dǎo)通第二供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池，液氫瓶?jī)?nèi)的氣體通過第二供氫管路供應(yīng)至燃料電池；其中，p3為設(shè)定值，p3＜p2；

23、在p02＜p3的情況下，控制第一電控閥導(dǎo)通第一供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池。

24、在本申請(qǐng)的第二方面，提供一種應(yīng)用于第一方面的車載液氫系統(tǒng)的控制方法，包括：

25、響應(yīng)于燃料電池關(guān)閉信號(hào)，獲取液氫瓶中的氣相的第二氣體壓力p02；

26、在p02＞p4且p02＞p01的情況下，控制位于氣罐輸入端的第三電控閥導(dǎo)通第三供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的氣體通過第三供氫管路存儲(chǔ)至氣罐內(nèi)；在p02＞p4且p02≤p01的情況下，控制位于氣罐輸入端的第三電控閥導(dǎo)通第三供氫管路，以及壓縮組件工作，以使液氫瓶?jī)?nèi)的氣體通過所述第三供氫管路壓縮存儲(chǔ)于氣罐內(nèi)，直至p01＞p5和/或p02＜p4，其中，p4為設(shè)定值，p5為氣罐的設(shè)計(jì)最大壓力。

27、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的車載液氫系統(tǒng)包括液氫瓶、第一供氫管路、第二供氫管路、第三供氫管路、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器以及控制器。

28、通過設(shè)置第一供氫管路，并在第一供氫管路上設(shè)置第一電控閥，可將液氫瓶中的液氫供應(yīng)至燃料電池。通過設(shè)置第二供氫管路，并在第二供氫管路上設(shè)置第二電控閥，可將液氫瓶?jī)?nèi)的氫氣供應(yīng)至燃料電池。通過設(shè)置第三供氫管路，并在第三供氫管路上設(shè)置氣罐以及兩個(gè)第三電控閥，可將液氫瓶?jī)?nèi)液氫蒸發(fā)形成的氫氣回收至氣罐內(nèi)，并在燃料電池啟動(dòng)的情況下作為氣源供應(yīng)至燃料電池，從而實(shí)現(xiàn)了能源的回收和利用。

29、通過設(shè)置第一壓力傳感器以及第二壓力傳感器，控制實(shí)時(shí)獲取氣罐以及液氫瓶?jī)?nèi)的氣相壓力，并根據(jù)兩個(gè)壓力值判斷控制第一供氫管路、第二供氫管路以及第三供氫管路各自的開啟供氫時(shí)機(jī)，有效利用了液氫瓶?jī)?nèi)的液氫蒸發(fā)形成的氫氣，降低了能耗，避免了液氫瓶?jī)?nèi)的氫氣直接泄放導(dǎo)致的安全隱患，保證燃料電池穩(wěn)定工作，有效提高了燃料電池汽車的續(xù)航能力。

30、本申請(qǐng)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種車載液氫系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載液氫系統(tǒng)，其特征在于，所述第三供氫管路包括用于壓縮所述氣罐內(nèi)的氣體的壓縮組件，所述壓縮組件與所述控制器電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載液氫系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮組件包括壓縮機(jī)以及驅(qū)動(dòng)件，所述驅(qū)動(dòng)件與所述壓縮機(jī)傳動(dòng)連接，所述壓縮機(jī)連通于所述氣罐，且靠近于所述液氫瓶，所述驅(qū)動(dòng)件與所述控制器電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的車載液氫系統(tǒng)，其特征在于，所述第一供氫管路設(shè)有的動(dòng)力輸出件、汽化器以及緩沖罐，所述第一電控閥、所述動(dòng)力輸出件、所述汽化器以及所述緩沖罐沿介質(zhì)流通方向依次連通，所述第三供氫管路的輸出端連通于所述緩沖罐，所述動(dòng)力輸出件與所述控制器電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的車載液氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括充液管路和泄放管路，所述充液管路和所述泄放管路均通過主管連通于所述液氫瓶的氣相出口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的車載液氫系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設(shè)置為：在所述氣罐的第一氣體壓力p01＞p1的情況下，所述控制器控制位于所述氣罐輸出端的第三電控閥開啟，以使所述氣罐內(nèi)的氣體通過所述第三供氫管路供應(yīng)至燃料電池；在p01≤p1且所述液氫瓶中的氣相的第二氣體壓力p02＞p2的情況下，所述控制器控制所述第二電控閥開啟，以使所述液氫瓶?jī)?nèi)的氣體通過所述第二供氫管路供應(yīng)至燃料電池；在p01≤p1且p02≤p2的情況下，所述控制器控制所述第一電控閥開啟，以使所述液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過所述第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池；其中p1與p2均為設(shè)定值。

7.一種車輛，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的車載液氫系統(tǒng)。

8.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的車載液氫系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車載液氫儲(chǔ)氫系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述在p02≤p2的情況下，控制第一電控閥導(dǎo)通第一供氫管路，以使液氫瓶?jī)?nèi)的液體通過第一供氫管路供應(yīng)至燃料電池，具體包括：

10.一種應(yīng)用于權(quán)利要求2或3所述的車載液氫系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種車載液氫系統(tǒng)及控制方法、車輛，解決現(xiàn)有技術(shù)液氫瓶?jī)?nèi)汽化的氫氣直接泄放導(dǎo)致的能源浪費(fèi)以及安全的技術(shù)問題。車載液氫系統(tǒng)包括：液氫瓶；第一供氫管路，輸入端連通于所述液氫瓶的液相出口，輸出端連通燃料電池，第一供氫管路設(shè)有第一電控閥；第二供氫管路，輸入端連通于液氫瓶的氣相出口，輸出端連通于第一供氫管路，第二供氫管路設(shè)有第二電控閥；第三供氫管路，輸入端連通于液氫瓶的氣相出口，輸出端連通于第一供氫管路，第三供氫管路設(shè)有相連通的氣罐以及第三電控閥，第三電控閥設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)第三電控閥分別位于氣罐的輸入端和輸出端。本申請(qǐng)的車載液氫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了液氫瓶?jī)?nèi)汽化的氫氣的回收和利用，提高了能源利用率。

技術(shù)研發(fā)人員：李佳慧,陳明,吳星成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東風(fēng)汽車集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17