CN106696742B - 一种电动汽车燃料回收方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车燃料回收方法，包括监测所述电动汽车气罐内的气体压力；当所述气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与所述气罐连接的气泵的旁通阀，使所述气罐内的气体进入所述气泵的出口，为与所述气泵连接的燃料电池供电。实施本发明实施例，具有如下有益效果：监测电动汽车气罐内的气体压力，当气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，由于气罐内剩余的气体压力接近气泵后的气压，做功能力下降，无法进入气泵，通过打开气泵的旁通阀，使气罐内的剩余气体通过旁通阀直接进入气泵出口，使电动汽车在紧急情况下通过剩余气体还能继续行驶一段距离，充分利用燃料，节约环保。

Description

一种电动汽车燃料回收方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车燃料回收方法、装置及系统。
背景技术
随着科学技术以及经济水平的发展，人们出行的方式更新换代。由此带来的全球性的能源危机以及温室效应问题也日益严峻。为了解决这些问题，保证人类社会的可持续发展，新能源动力逐渐走上历史舞台。电动汽车由于在行驶过程中没有任何排放，被视为一种较为理想的替代传统内燃机的新型动力源。
由于质子交换膜氢燃料电池在使用过程中只有反应生成的水和没参与反应的空气以及微量未反应的氢气排出，没有任何温室效应气体排放，同时氢气的制备又相对简单，原料普遍，由水或天然气等制备，是一种理想的未来能源。因此，目前商用的燃料电动汽车普遍采用氢气作为燃料，现有技术中，存储氢气的设备主要采用高压气罐，在使用的时候，通过减压阀，调整气体压力，再通过喷气系统，将氢气喷入燃料电池中参与反应。
现有技术中这种采用高压气罐存储氢气方法存在以下缺陷：当气罐气体压力小于工作压力时，气罐中的剩余气体无法被用于反应，造成氢气燃料的浪费，不利于节约环保。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术气罐中剩余的氢气无法利用的不足，提供一种电动汽车燃料回收方法。
本发明的技术方案提供一种电动汽车燃料回收方法，包括：
气体压力监测步骤，包括：监测电动汽车气罐内的气体压力；
工作模式切换步骤，包括：当所述气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与所述气罐连接的气泵的旁通阀，使所述气罐内的气体进入所述气泵的出口，为与所述气泵连接的燃料电池供电。
进一步的，所述工作模式切换步骤还包括：
监测所述气泵出口的气体压力，当所述气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭所述旁通阀，切换所述电动汽车的蓄电池为所述气泵的电机充电，所述第二气体压力小于所述第一气体压力。
进一步的，所述预先设置的第一气体压力为连接所述气罐的管路的气阻压力、连接所述燃料电池的气体喷嘴的开启压力和所述气泵的气阻压力之和，所述预先设置的第二气体压力为所述气体喷嘴的开启压力和所述管路的气阻压力之和。
更进一步的，所述工作模式切换步骤还包括：
当所述气罐内的气体压力大于所述预先设置的第一气体压力时，切换所述电机为所述蓄电池充电。
本发明提供一种电动汽车燃料回收装置，包括：
气体压力监测模块，用于监测所述电动汽车气罐内的气体压力；
工作模式切换模块，用于当所述气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与所述气罐连接的气泵的旁通阀，使所述气罐内的气体进入所述气泵的出口，为与所述气泵连接的燃料电池供电。
进一步的，所述工作模式切换模块还用于：
监测所述气泵出口的气体压力，当所述气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭所述旁通阀，切换所述电动汽车的蓄电池为所述气泵的电机充电，所述第二气体压力小于所述第一气体压力。
进一步的，所述预先设置的第一气体压力为连接所述气罐的管路的气阻压力、连接所述燃料电池的气体喷嘴的开启压力和所述气泵的气阻压力之和，所述预先设置的第二气体压力为所述气体喷嘴的开启压力和所述管路的气阻压力之和。
更进一步的，所述工作模式切换模块还用于：
当所述气罐内的气体压力大于所述预先设置的第一气体压力时，切换所述电机为所述蓄电池充电。
本发明提供一种电动汽车燃料回收系统，包括氢气存储器、第一压力传感器、第二压力传感器、气泵、蓄电池、控制器、单向阀和燃料电池，所述气泵包括电机和旁通阀，所述氢气存储器的第一输出端与所述第一压力传感器的输入端连接，所述第一压力传感器的输出端与所述控制器的第一输入端连接，所述氢气存储器的第二输出端与所述气泵的输入端连接，所述气泵的输出端与所述第二压力传感器的输入端连接，所述第二压力传感器的第一输出端与所述单向阀的输入端连接，所述第二压力传感器的第二输出端与所述控制器的第二输入端连接，所述单向阀的输出端与所述燃料电池的输入端连接，所述控制器的第一输出端与所述蓄电池的输入端连接，所述控制器的第二输出端与所述电机的第一输入端连接，所述控制器的第三输出端与所述旁通阀的输入端连接，所述蓄电池的输出端与所述电机的第二输入端连接。
进一步的，所述电机包括磁性转子和定子线圈，所述气泵还包括壳体、叶片、轴承和控制电路，所述叶片、所述轴承和所述磁性转子固定在所述壳体内，所述定子线圈和所述控制电路固定在所述壳体外。
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：监测电动汽车气罐内的气体压力，当气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，此时由于气罐内剩余的气体压力接近气泵后的气压，做功能力下降，无法进入气泵，通过打开气泵的旁通阀，使气罐内的剩余气体绕过气泵通过旁通阀直接进入到气泵出口，保证电动汽车在紧急情况下通过剩余气体还能继续行驶一段距离，充分利用燃料，节约环保。
附图说明
参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1为本发明一种电动汽车燃料回收方法的工作流程图；
图2为本发明最佳实施例的工作流程图；
图3为本发明一种电动汽车燃料回收装置的结构示意图；
图4为本发明一种电动汽车燃料回收系统的结构示意图；
图5为图4中气泵的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
如图1所示为本发明一种电动汽车燃料回收方法的工作流程图，包括：
步骤S101：监测电动汽车气罐内的气体压力；
步骤S102：当气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与气罐连接的气泵的旁通阀，使气罐内的气体进入气泵的出口，为与气泵连接的燃料电池供电。
步骤S101中，通过压力传感器监测电动汽车气罐内的气体压力，将气罐内的气体压力与预先设置的第一气体压力进行判断，当气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，执行步骤S102，此时气体做功能力下降，为了克服管路气阻，保障正常供气，打开气泵的旁通阀，使气罐内剩余的气体进入气泵的出口，为燃料电池供电，使得燃料电池为电动汽车的车轮提供动力输出。在实际操作过程当中，预先设置的第一气体压力为连接气罐的管路的气阻压力、连接燃料电池的气体喷嘴的开启压力和气泵的气阻压力之和，比如某燃料电池的工作压力为3bar，氢气喷嘴开启最小压力为3bar，氢气管路气阻为30KPa，气泵的气阻为100KPa，则第一气体压力为3.13bar。
在其中一个实施例中，步骤S102还包括：
监测所述气泵出口的气体压力，当所述气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭所述旁通阀，切换所述蓄电池为所述电机充电，第二气体压力小于所述第一气体压力。
本实施例通过在气泵出口设置压力传感器，实时监测气泵出口的气体压力，将气泵出口的气体压力与预先设置的第二气体压力进行判断，当气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭旁通阀，并控制蓄电池继续为电机充电。在实际操作过程当中，预先设置的第二气体压力为气体喷嘴的开启压力和管路的气阻压力之和。通过本实施例可以防止气体倒流，从而充分利用气罐内的气体进行做功。
在其中一个实施中，步骤S102还包括：
当所述气罐内的气体压力大于所述预先设置的第一气体压力时，切换所述电机为所述蓄电池充电。
本实施例中，通过压力传感器监测气罐内的气体压力，将气罐内的气体压力与预先设置的第一气体压力进行判断，当气罐内的气体压力大于预先设置的第一气体压力时，气体内能转换为电机叶片动能带动电机发电，控制电机为蓄电池充电，从而保证蓄电池电量充足。
如图2所示为本发明最佳实施例的工作流程图，包括：
步骤S201：监测电动汽车气罐内的气体压力；
步骤S202：判断气罐内的气体压力是否大于预先设置的第一气体压力；
步骤S203：切换电机为蓄电池充电；
步骤S204：打开气泵的旁通阀，使气罐内的气体进入所述气泵出口，为燃料电池供电；
步骤S205：监测气泵出口的气体压力；
步骤S206：判断气泵出口的气体压力是否大于预先设置的第二气体压力；
步骤S207：关闭旁通阀，切换蓄电池为电机充电。
在步骤S202中，将气罐内的气体压力与预先设置的第一气体压力进行判断，当气罐内的气体压力大于预先设置的第一气体压力时，执行步骤S203，否则执行步骤S204，打开气泵的旁通阀，使气罐内的气体进入气泵出口，为燃料电池供电，使得燃料电池为电动汽车的车轮提供动力输出，带动电机叶片泵气加压，使气罐内的气体泵入燃料电池，并执行步骤S205，同时将气泵出口的气体压力与预先设置的第二气体压力进行判断，当气泵出口的气体压力大于预先设置的第二气体压力时，执行步骤S205，否则执行步骤S207，关闭旁通阀，控制蓄电池为电机充电。在实际操作过程当中，预先设置的第一气体压力为连接气罐的管路的气阻压力、连接燃料电池的气体喷嘴的开启压力和气泵的气阻压力之和，预先设置的第二气体压力为气体喷嘴的开启压力和管路的气阻压力之和，比如某燃料电池的工作压力为3bar，氢气喷嘴开启最小压力为3bar，氢气管路气阻为30KPa，气泵的气阻为100KPa，则第一气体压力为3.13bar。
如图3所示为本发明一种电动汽车燃料回收装置的结构示意图，包括：
气体压力监测模块31，用于监测电动汽车气罐内的气体压力；
工作模式切换模块32，用于当所述气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与气罐连接的气泵的旁通阀，使所述气罐内的气体进入所述气泵的出口，为与气泵连接的燃料电池供电。
在其中一个实施例中，工作模式切换模块32还用于：
监测所述气泵出口的气体压力，当所述气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭所述旁通阀，切换所述电动汽车的蓄电池为所述气泵的电机充电，第二气体压力小于所述第一气体压力。
在其中一个实施例中，工作模式切换模块32还用于：
当所述气罐内的气体压力大于所述预先设置的第一气体压力时，切换所述电机为所述蓄电池充电。
在实际操作过程当中，预先设置的第一气体压力为连接气罐的管路的气阻压力、连接燃料电池的气体喷嘴的开启压力和气泵的气阻压力之和，预先设置的第二气体压力为气体喷嘴的开启压力和管路的气阻压力之和，比如某燃料电池的工作压力为3bar，氢气喷嘴开启最小压力为3bar，氢气管路气阻为30KPa，气泵的气阻为100KPa，则第一气体压力为3.13bar。
如图4所示为本发明一种电动汽车燃料回收系统，包括氢气存储器41、第一压力传感器42、第二压力传感器43、气泵44、蓄电池45、控制器46、单向阀47和燃料电池48，所述气泵44包括电机441和旁通阀442，所述氢气存储器41的第一输出端与所述第一压力传感器42的输入端连接，所述第一压力传感器42的输出端与所述控制器46的第一输入端连接，所述氢气存储器41的第二输出端与所述气泵44的输入端连接，所述气泵44的输出端与所述第二压力传感器43的输入端连接，所述第二压力传感器43的第一输出端与所述单向阀47的输入端连接，所述第二压力传感器43的第二输出端与所述控制器46的第二输入端连接，所述单向阀47的输出端与所述燃料电池48的输入端连接，所述控制器46的第一输出端与所述蓄电池45的输入端连接，所述控制器46的第二输出端与所述电机441的第一输入端连接，所述控制器46的第三输出端与所述旁通阀442的输入端连接，所述蓄电池45的输出端与所述电机441的第二输入端连接。
本实施例中，通过第一压力传感器42监测氢气存储器41内的气体压力，并将监测到的气体压力传输至控制器46内，控制器46通过将氢气存储器41内的气体压力与连接气罐的管路的气阻压力、连接燃料电池的气体喷嘴的开启压力和气泵的气阻压力之和进行比较，当氢气存储器41内的气体压力大于管路的气阻压力、气体喷嘴的开启压力和气泵的气阻压力之和时，控制器46控制电机441对蓄电池45进行充电，进入充电模块；当氢气存储器41内的气体压力小于管路的气阻压力、气体喷嘴的开启压力和气泵的气阻压力之和时，打开气泵44的旁通阀442，使氢气存储器41内剩余的氢气进入气泵44出口，通过单向阀47进入燃料电池48内，为燃料电池48供电，同时第二压力传感器43实时监测气泵44出口的气体压力，当气泵44出口的气体压力小于气体喷嘴的开启压力和管路的气阻压力时，关闭旁通阀442，防止氢气倒流，控制器46控制蓄电池45对电机441进行充电，使得电动汽车能持续工作，充分利用燃料，节约环保。
在其中一个实施中，气泵44的结构属于特殊设计，其结构如图5所示，所述电机441包括磁性转子4411和定子线圈4412，所述气泵44还包括壳体443、叶片444、轴承445和控制电路446，所述叶片444、所述轴承445和所述磁性转子4411固定在所述壳体443内，所述定子线圈4412和所述控制电路446固定在所述壳体443外。
本实施例中，通过这种特殊设计的气泵可以将气泵和电机集成在一起，保证管路气密性。
综上所述，监测气罐内的气体压力，当气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，此时由于气罐内剩余的气体压力接近气泵后的气压，做功能力下降，无法进入气泵，通过打开气泵的旁通阀，使气罐内的剩余气体绕过气泵通过旁通阀直接进入到气泵出口，当监测到气泵出口的气体压力小于气体喷嘴的开启压力和管路的气阻之和时，关闭旁通阀，防止气体倒流，保证管路的气密性，使电动汽车在紧急情况下通过剩余气体还能继续行驶一段距离，充分利用燃料，节约环保。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车燃料回收方法，其特征在于，包括：
气体压力监测步骤，包括：监测所述电动汽车气罐内的气体压力；
工作模式切换步骤，包括：当所述气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与所述气罐连接的气泵的旁通阀，使所述气罐内的气体进入所述气泵的出口，为与所述气泵连接的燃料电池供电，所述预先设置的第一气体压力为连接所述气罐的管路的气阻压力、连接所述燃料电池的气体喷嘴的开启压力和所述气泵的气阻压力之和。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作模式切换步骤还包括：
监测所述气泵出口的气体压力，当所述气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭所述旁通阀，切换所述电动汽车的蓄电池为所述气泵的电机充电，所述第二气体压力小于所述第一气体压力。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预先设置的第二气体压力为所述气体喷嘴的开启压力和所述管路的气阻压力之和。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述工作模式切换步骤还包括：
当所述气罐内的气体压力大于所述预先设置的第一气体压力时，切换所述电机为所述蓄电池充电。
5.一种电动汽车燃料回收装置，其特征在于，包括：
气体压力监测模块，用于监测所述电动汽车气罐内的气体压力；
工作模式切换模块，用于当所述气罐内的气体压力小于预先设置的第一气体压力时，打开与所述气罐连接的气泵的旁通阀，使所述气罐内的气体进入所述气泵的出口，为与所述气泵连接的燃料电池供电，所述预先设置的第一气体压力为连接所述气罐的管路的气阻压力、连接所述燃料电池的气体喷嘴的开启压力和所述气泵的气阻压力之和。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述工作模式切换模块还用于：
监测所述气泵出口的气体压力，当所述气泵出口的气体压力小于预先设置的第二气体压力时，关闭所述旁通阀，切换所述电动汽车的蓄电池为所述气泵的电机充电，所述第二气体压力小于所述第一气体压力。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述预先设置的第二气体压力为所述气体喷嘴的开启压力和所述管路的气阻压力之和。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述工作模式切换模块还用于：
当所述气罐内的气体压力大于所述预先设置的第一气体压力时，切换所述电机为所述蓄电池充电。
9.一种电动汽车燃料回收系统，其特征在于，包括氢气存储器、第一压力传感器、第二压力传感器、气泵、蓄电池、控制器、单向阀和燃料电池，所述气泵包括电机和旁通阀，所述氢气存储器的第一输出端与所述第一压力传感器的输入端连接，所述第一压力传感器的输出端与所述控制器的第一输入端连接，所述氢气存储器的第二输出端与所述气泵的输入端连接，所述气泵的输出端与所述第二压力传感器的输入端连接，所述第二压力传感器的第一输出端与所述单向阀的输入端连接，所述第二压力传感器的第二输出端与所述控制器的第二输入端连接，所述单向阀的输出端与所述燃料电池的输入端连接，所述控制器的第一输出端与所述蓄电池的输入端连接，所述控制器的第二输出端与所述电机的第一输入端连接，所述控制器的第三输出端与所述旁通阀的输入端连接，所述蓄电池的输出端与所述电机的第二输入端连接。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电机包括磁性转子和定子线圈，所述气泵还包括壳体、叶片、轴承和控制电路，所述叶片、所述轴承和所述磁性转子固定在所述壳体内，所述定子线圈和所述控制电路固定在所述壳体外。
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