氢燃料电池电堆系统控制方案总结
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范文范例学习指导DI-WEG
IN
H2
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PURGE1
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24V蓄电池
图1 1号电堆模块系统图
word整理版
范文范例学习指导
word 整理版H2TK
RAD-D15
WEXPT
FLT-D11
EMV-D13
WP-D12
HET-D14 氢气瓶组
N2
D15
FLT-DI17
AT AT AT±. DI-WEG 'OUT H2 IN H2 PURGE1 H2 PURGE ； AIR OUT | AIR IN DI-WEG IN HV+ HV- 1号电堆模块 FCM EV-H12 SRV-H12 WP-DRV FAN-DRV HV-H11 HV-N11 24V蓄电池系统控制器氢气瓶组控制器 循环水泵 调速器 散热器风扇 调速器 图2车用1号电堆系统系统图 ■+氢气排放口 DC/DC MIX - A12 FLT-A11 空气排放口 空气进气口 -■去动力高 -压配电箱 表1模块附件表: 表2车载系统附件表: 模块 冷却液与压缩空气热交换器 因冷却液的温度适应电堆要求，该热交换器的作用，一是压缩空 气温度过高时降温（起中冷器作用），二是压缩空气温度较低时加热。考虑到要适应低温环境，最好采用。 氢气入口压力调整器 电堆的氢气入口压力调整，由PT-H3、EPV-H4、PT-H4组成，通过程序采集压力和控制比例阀来实现。为了控制准确和简单管路，将PT-H2、EV-H2、PT-H3、EPV-H4、PT-H4 做到一个阀组（manifold ）上。 阳极压力保护 为防止氢气入口压力调整器失效，而使阳极产生高压毁坏电堆。采用安全阀SRV-H5保护。 外增湿器 外增湿器采用膜增湿器，用电堆的出口湿空气来增湿电堆得入口干空气。具体是否采用，要看电堆的需求。 氢气循环 氢气循环，一是使阳极的氢气的湿度均匀，二是加热入口的氢气。 氢气吹扫（排放）阀 氢气吹扫阀，是用1个还是在电堆氢气出口的2端各用1 个。要看电堆的阳极结构，因氢气回流后，多少会有一些液态水， 若不能及时吹扫掉，会影响水平较低段的节电池性能，也不利于防冻处理。 电堆空气出口压力 电堆出口压力，采用电磁比例阀EPV-A6和电堆出口压力表 PT-A5形成回路来控制。为防止憋压，比例阀为常开阀。 电堆高压输出正负极对结构接地（搭铁）绝缘电阻检测 电堆高压输出正负极对结构接地的绝缘电阻小时，会危害电堆的安全。在模块中需要加入检测单元。绝缘电阻的要求，单节电池为1200欧，150节为180千欧。 电机调速器的电源 因空压机的功率一般大于1kW，采用电堆的高压电源，在启动或停止的过程中需要外电源供电。启动和停止时由预充电电源PS-HV6供电。 氢气循环泵，因功率一般小于500W，且只在电堆工作时运行，采用外部24VDC单独供电。 节电池电压巡检单元 节电池电压巡检单元，与电堆的结构做到一起，自带MPU，与模块控制器采用通讯联系（CAN和RS485）。这样会使检测电缆最短，提咼可靠性和美观。 模块控制器 控制器的MCU选用飞思卡尔的MC9S12CE，硬件和壳体，若能 采购满足要求的现成控制器，则采购；实验调试完成后，沿 用采购的或公司自主研发。 控制策略和软件编程，公司自主研发 2.2车载系统 高压氢气瓶组 高压氢气瓶组，根据整车要求设置个数，每个氢气瓶都装有 瓶口阀组合块。瓶口阀组合块包括温度传感器、压力传感器、截 止阀。因数量比较多，一般专做1个氢气瓶组控制器，用于现场采集温度压力信号和截止阀的控制。氢气瓶组控制器与燃料电池系统控制器通过CAN总线通讯。 因高压氢气瓶组，属于特种行业，需要有资质的单位设计施 工。 氢气气源的选择 电堆模块的氢气气源，设置2个手动截止阀，一个接入氢气气源，一个接入氮气气源。氮气气源不在现场布置，只是在温度低，需要长期停机或存贮时，将阳极的氢气置换成氮气。 氢气浓度传感变送器 氢气浓度传感变送器，用于检测空间氢气浓度，用于氢气泄 漏报警，设置6个。布置在氢气可能泄漏的上方。 氢气气源安全阀 用于泄放气源地高压，出口接到空气排放口。 氢气气源隔离阀 一是作为氢气气源地总开关，在出现氢气泄漏报警时，关闭该阀，用于截断氢气气源。 空气排放口混合器 该混合器，以空气回路为主通道，电堆氢气排放口混合接入此处，用流动的空气来稀释排放的氢气，该处安装一个氢气浓度传感器。报警时，关断氢气气源隔离阀。 空气进口过滤器 空气进口过滤器，需要双层过滤，外层为物理过滤，主要过滤微粒；内层为化学过滤器，主要过滤危害阴极触媒的化学成分。并且压损要小于3kpag。 冷却回路 冷却回路采用散热水箱和补水膨胀水箱的结构。采用电动三通比例阀构成2个分支回路：冷启动加热和电堆小功率回路（内回路），电堆大功率散热器回路（外回路）。 水温控制执行元件有：EMV-D13、FAN-DRV、WP-DRV、 HEX-D14。组合控制达到各种工况的温度要求。 FLT-D11、FLT-D16为网状物理过滤器，主要过滤颗粒物。 FLT-DI17去离子过滤器，安装在微循环分支上，用于去除冷却液中的离子。 电机调速器电源 冷却液循环水泵和散热器风扇电机调速器电源全部用外接 的24VDC蓄电池电源。