CN112582645B - 一种用于混合储能系统的能量管理系统 - Google Patents
一种用于混合储能系统的能量管理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112582645B CN112582645B CN202011504778.8A CN202011504778A CN112582645B CN 112582645 B CN112582645 B CN 112582645B CN 202011504778 A CN202011504778 A CN 202011504778A CN 112582645 B CN112582645 B CN 112582645B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- air
- cavity
- storage tank
- tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04104—Regulation of differential pressures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1415—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with a generator driven by a prime mover other than the motor of a vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于混合储能系统的能量管理系统,能量管理系统用于燃料电池汽车;包括空气压缩机、空气网管、氢氧燃料电池、储水罐、混合储能装置和储压罐;混合储能装置包括储压罐;空气压缩机与空气网管连通;空气网管的与泄压罐、储压罐、氢氧燃料电池连接;储水罐与氢氧燃料电池连接,且储水罐上设有第一散热管路和第二散热管路;第一散热管路用于将储水罐中的水引入到空气压缩机的冷却系统的散热器的外表面上;第二散热管路用于将储水罐中的水引入到氢氧燃料电池的散热系统中的散热器的外表面;泄压罐、储压罐和空气网管通过一三通阀连接;本发明能够在保证空气压缩机处于较佳工作状态下,同时减少能量的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域,特别是一种用于混合储能系统的能量管理系统。
背景技术
随着燃料电池技术的不断发展,燃料电池汽车逐渐开始应用于实际。
但在现有技术中,存在着如下问题,主要通过控制氢气的流量来控制所述产生的电能的多少。而空气压缩机必须要以较大的进气量控制进气,这是由于空气压缩机的转速过高时,如果频繁快速改变空气压缩机的排气量以及排气压力,容易导致空气压力机运转不稳定,而导致诸多故障。如果直接控制空气压缩机以较高的压力及较大的空气排量运行,会导致能量的浪费。
如何在保证空气压缩机工作在较佳工作状下,同时减少能量的浪费,是本领域技术人员亟待解决的重要问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于混合储能系统的能量管理系统,以解决现有技术中的不足,它能够在保证空气压缩机处于较佳工作状态下,同时减少能量的浪费。
本发明提供了一种用于混合储能系统的能量管理系统,所述能量管理系统用于燃料电池汽车;
包括空气压缩机、空气网管、氢氧燃料电池、储水罐、混合储能装置和泄压罐;
所述混合储能装置包括储压罐;
所述空气压缩机与所述空气网管连通;所述空气网管与所述泄压罐、所述储压罐、所述氢氧燃料电池连接;
其中,所述储水罐与所述氢氧燃料电池连接,且所述储水罐上设有第一散热管路和第二散热管路;所述第一散热管路用于将所述储水罐中的水引入到所述空气压缩机的冷却系统的散热器的外表面上;所述第二散热管路用于将所述储水罐中的水引入到所述氢氧燃料电池的散热系统中的散热器的外表面;
所述泄压罐、所述储压罐和所述空气网管通过一三通阀连接;
所述储压罐用于在所述空气压缩机的出口压力大于氢氧燃料电池所需要的目标压力时,存储高压空气,并在所述空气压缩机的出口压力调节到所述目标压力时,断开与所述空气压缩机的连通;
所述泄压罐用于在空气网管压力大于目标压力与所述空气压缩机中的较小者,且所述储压罐中的压力大于所述空气网管的压力时,与所述空气网管连通,以降低所述空气网管的压力,防止空气网管的空气回流到所述空气压缩机内;
所述储压罐还用于,在所述泄压罐与所述空气网管连通时,调节所述泄压罐内的压力;
所述储压罐还用于,向所述储水罐内加压,以驱动所述储水罐内的水沿所述第一散热管路和所述第二散热管路流动。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,所述泄压罐内设有第一活塞,所述第一活塞与所述泄压罐的内腔滑动密封连接;并将所述泄压罐的内腔分隔成泄压腔和调压腔;
所述泄压腔与所述空气网管连接,所述调压腔与所述储压罐连接,连接所述调压腔与所述储压罐的管路上设有减压阀;
所述泄压腔上连接有第一排气管,所述第一排气管上连接有第一控制阀;所述调压腔上设有第二排气管,所述第二排气管上设有第二控制阀;
当通过所述泄压罐对所述空气网管进行泄压时,保持所述第一控制阀和所述第二控制阀关闭;
先控制所述减压阀至一设定压力,以使所述泄压罐内的压力达到设定压力,然后断开所述储压罐与所述泄压罐;
连通所述泄压罐与所述空气网管,以使所述空气网管的空气进入所述泄压罐,从而达到降压的目的;
并在降压后,断开所述泄压罐与所述空气网管之间的管路;控制所述第一控制阀和所述第二控制阀均打开,并在所述泄压腔和所述调压腔内的压力均达到环境气压时,关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,所述设定压力的计算公式如下:
其中,P设为所述设定压力,P目为需要调节到的压力;V网为空气网管的容积;V泄为泄压罐的容积;P网为当前空气网管的压力。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,所述储水罐包括互不连通的第一腔体和第二腔体;
所述第一腔体内设有第二活塞;所述第二活塞将所述第一腔体分隔成第一气腔和第一水腔;
所述第二腔体内设有第三活塞;所述第三活塞将所述第二腔体分隔成第二气腔和第二水腔;
所述氢氧燃料电池的出口连接有气液分离器,所述气液分离器液体出口分别通过带有单向阀的管路与所述第一水腔、所述第二水腔连通;
所述储压罐通过一三通阀分别与所述第一气腔和所述第二气腔连通;
所述第一水腔和所述第二水腔分别通过的带有单向阀的管路汇流到一总管后,分别与所述第一散热管路和所述第二散热管路连通;
所述第一气腔上连接有第三排气管,所述第二气腔上连接有第四排气管;
所述储压罐用于交替向所述第一气腔和所述第二气腔内供气;
所述第三排气管用于在所述储压罐向所述第二气腔内供气时,与所述第一气腔连通;
所述第四排气管用于在打以储压罐向所述第一气腔内供气时,与所述第二气腔连通。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,还包括压力控制阀,所述压力控制阀安装在连接所述储压罐与所述储水罐的管路上;
以通过所述压力控制阀所述储水罐的排水速度。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,所述混合储能装置还包括电能分配模块、超级电容、转换模块和蓄电池;
所述电能分配模块分别与所述氢氧燃料电池、所述超级电腔、所述转换模块电连接;
所述电能分配模块用于在所述氢氧燃料电池当前的发电能力大于当前电量需求值时,向所述超级电容充电,并通过所述转换模块向所述蓄电池充电;
所述电能分配模块还用于在所述氢氧燃料电池当前的发电能力小于当前电量需求值时,控制所述超级电容及所述蓄电池向所述驱动电机和/或所述空气压缩机供电。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,在所述氢氧燃料电池的发电能力大于当前电量需求时:
判断所述空气压缩机是否处于最佳工作转速下;如果是,向所述储压罐供气,向所述超级电容和/或所述蓄电池充电;如果否,将所述空气压缩机调节至最佳工作转速下,并向所述超级电容充电;
若在此过程中,所述超级电容和所述蓄电池均已经充满,减少氢气的供给量,以减少电能的产生。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,所述超级电容与所述转换模块电连接;
所述超级电容还用于通过所述转换模块向所述蓄电池充电。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,所述电能分配模块和所述转换模块通过一电控开关与所述空气压缩机电连接;
所述电控开关用于切换所述空气压缩机的供电来源。
如上所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其中,可选的是,还包括驱动电机,所述驱动电机用于在车辆行驶时,经所述电能分配模块从所述氢氧燃料电池、所述超级电容和/或所述蓄电池获取电能,以驱动车辆前进;
所述驱动电机用于在车辆制动时反转,以回收制动能量,并通过所述能量分配模块向所述超级电容充电。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
1,通过设置储压罐,能够储存多于的高压空气,并将其应用于泄压时对压力调控,以应用于驱动氢氧燃料电池产生的水喷洒到散热器上。能够充分利用空气压缩机所产生的多余压力,由其是在调节空气压缩机转速的过程中,充分利用高压空气;
2,通过设置泄压罐,能够在空气网管大于空气压缩机出口压力时,快速对空气网管进行降压,以防止空气网管中的压力进入到空气压缩机内,从而防止气体回流到空气压缩机内,从而降低发生喘振的风险;
3,通过利用储压罐与泄压罐进行配合,能够对压力下降的幅度进行精确控制,一方面能够防止压力下降过大,导致能量浪费,另一方面,能够防止压力压下降不足而无法避免喘振的现象产生;
4,通过储压罐与所述储水罐的配合,能够驱动氢氧燃料电池所产生的水,并喷到散热器上,从而利用水的蒸发来吸收热量,进而提高散热效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构示框图;
图2是本发明提出的泄压罐的结构示意图;
图3是本发明提出的储水罐的结构示意图。
附图标记说明:
1-空气压缩机,2-空气网管,3-氢氧燃料电池,4-储水罐,5-储压罐,6-泄压罐,7-第一散热管路,8-第二散热管路,9-第一活塞,10-泄压腔,11-调压腔,12-减压阀,13-第一排气管,14-第一控制阀,15-第二排气管,16-第二控制阀,17-第二活塞,18-第一气腔,19-第一水腔,20-第三活塞,21-第二气腔,22-第二水腔,23-气液分离器,24-第三排气管,25-第四排气管,26-压力控制阀,27-电能分配模块,28-超级电容,29-转换模块,30-蓄电池,31-驱动电机。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
请参照图1到图3,本发明提出了一种用于混合储能系统的能量管理系统,所述能量管理系统用于燃料电池汽车;
包括空气压缩机1、空气网管2、氢氧燃料电池3、储水罐4、混合储能装置和泄压罐6;
所述混合储能装置包括储压罐5;
具体地,所述空气压缩机1与所述空气网管2连通;所述空气网管2的与所述泄压罐6、所述储压罐5、所述氢氧燃料电池3连接;
其中,所述储水罐4与所述氢氧燃料电池3连接,且所述储水罐4上设有第一散热管路7和第二散热管路8;所述第一散热管路7用于将所述储水罐4中的水引入到所述空气压缩机1的冷却系统的散热器的外表面上;所述第二散热管路8用于将所述储水罐4中的水引入到所述氢氧燃料电池3的散热系统中的散热器的外表面。即,储水罐4中的水来自于所述氢氧燃料电池排出的水,利用水的蒸发吸热特性,能够保证整个系统的冷却效果。具体实施时,所述第一散热管路7和所述第二散热管路8均为铜管。
所述泄压罐6、所述储压罐5和所述空气网管2通过一三通阀连接。通过控制所述三通阀,能够实现所述泄压罐6与所述空气网管2的连通,或所述储压罐5与所述空气网管2的连通。具体地所述空气网管2与所述泄压罐6的连接点,距离所述空气压缩机1的出口0.1-0.2米。
所述储压罐5用于在所述空气压缩机1的出口压力大于氢氧燃料电池3所需要的目标压力时,存储高压空气,并在所述空气压缩机1的出口压力调节到所述目标压力时,断开与所述空气压缩机1的连通。如此,能够保留高压的空气,避免高压空气白白浪费。
所述泄压罐6用于在空气网管2压力大于目标压力与所述空气压缩机1中的较小者,且所述储压罐5中的压力大于所述空气网管2的压力时,与所述空气网管2连通,以降低所述空气网管2的压力,防止空气网管2的空气回流到所述空气压缩机1内。由于空气压缩机1的喘振是由于空气回流产生的,通过对空气网管2进行快速降压,能够防止喘振的产生。
所述储压罐5还用于,在所述泄压罐6与所述空气网管2连通时,调节所述泄压罐6内的压力;如此,能够精确控制降压幅度。
所述储压罐5还用于,向所述储水罐4内加压,以驱动所述储水罐4内的水沿所述第一散热管路7和所述第二散热管路8流动。如此,利用储压罐5内储存的高压空气,实现提高冷却系统散热效果的作用。
为了对降压幅度的控制,本发明对泄压罐作了进一步设计:所述泄压罐6内设有第一活塞9,所述第一活塞9与所述泄压罐6的内腔滑动密封连接;并将所述泄压罐6的内腔分隔成泄压腔10和调压腔11;所述泄压腔10与所述空气网管2连接,所述调压腔11与所述储压罐5连接,连接所述调压腔11与所述储压罐5的管路上设有减压阀12;所述泄压腔10上连接有第一排气管13,所述第一排气管13上连接有第一控制阀14;所述调压腔11上设有第二排气管15,所述第二排气管15上设有第二控制阀16;当通过所述泄压罐6对所述空气网管2进行泄压时,保持所述第一控制阀14和所述第二控制阀16关闭;具体使用时,先控制所述减压阀12至一设定压力,以使所述泄压罐6内的压力达到设定压力,然后断开所述储压罐5与所述泄压罐6;连通所述泄压罐6与所述空气网管2,以使所述空气网管2的空气进入所述泄压罐6,从而达到降压的目的。并在降压后,断开所述泄压罐6与所述空气网管2之间的管路;控制所述第一控制阀14和所述第二控制阀16均打开,并在所述泄压腔10和所述调压腔11内的压力均达到环境气压时,关闭所述第一控制阀14和所述第二控制阀16。如此,便于下次进行降压。
为了保证降压幅度的精确控制,本发明还从理论层面作了充分研究,所述设定压力的计算公式如下:
其中,P设为所述设定压力,P目为需要调节到的压力;V网为空气网管2的容积;V泄为泄压罐6的容积;P网为当前空气网管2的压力。
为了保证储水罐4中的水在高压空气的作用下,能够顺利被驱动到指定的位置,本发明对于储水罐4的结构作了进一步设计:
所述储水罐4包括互不连通的第一腔体和第二腔体;所述第一腔体内设有第二活塞17;所述第二活塞17将所述第一腔体分隔成第一气腔18和第一水腔19;所述第二腔体内设有第三活塞20;所述第三活塞20将所述第二腔体分隔成第二气腔21和第二水腔22;所述氢氧燃料电池3的出口连接有气液分离器23,所述气液分离器23液体出口分别通过带有单向阀的管路与所述第一水腔19、所述第二水腔22连通;所述储压罐5通过一三通阀分别与所述第一气腔18和所述第二气腔21连通;所述第一水腔19和所述第二水腔22分别通过的带有单向阀的管路汇流到一总管后,分别与所述第一散热管路7和所述第二散热管路8连通;所述第一气腔18上连接有第三排气管24,所述第二气腔21上连接有第四排气管25;所述储压罐5用于交替向所述第一气腔18和所述第二气腔21内供气;所述第三排气管24用于在所述储压罐5向所述第二气腔21内供气时,与所述第一气腔18连通;所述第四排气管25用于在打以储压罐5向所述第一气腔18内供气时,与所述第二气腔21连通。如此,能够将第一气腔18与所述第二气腔21交替与高压空气连通,从而使第一水腔19与第二水腔22交替排出水,保证水流能够不间断流出。
为了保证水流的排量可调,本发明还包括压力控制阀26,所述压力控制阀26安装在连接所述储压罐5与所述储水罐4的管路上;以通过所述压力控制阀26所述储水罐4的排水速度。
作为一种较佳的实现方式,所述混合储能装置还包括电能分配模块27、超级电容28、转换模块29和蓄电池30;具体地,所述电能分配模块27分别与所述氢氧燃料电池3、所述超级电腔、所述转换模块29电连接;所述电能分配模块27用于在所述氢氧燃料电池3当前的发电能力大于当前电量需求值时,向所述超级电容28充电,并通过所述转换模块29向所述蓄电池30充电;所述电能分配模块27还用于在所述氢氧燃料电池3当前的发电能力小于当前电量需求值时,控制所述超级电容28及所述蓄电池30向所述驱动电机31和/或所述空气压缩机1供电。在具体实施时,当氢氧燃料电池3不能稳定地处于发电能力大于当前电量需要的情况下时,仅向所述超级电容28充电。当所述氢氧燃料电池3能够稳定地处于发电能力大于当前电量需求的情况下时,优先向所述蓄电池充电。
作为一种较佳的实现方式,在所述氢氧燃料电池3的发电能力大于当前电量需求时:判断所述空气压缩机1是否处于最佳工作转速下;如果是,向所述储压罐5供气,向所述超级电容28和/或所述蓄电池30充电;如果否,将所述空气压缩机1调节至最佳工作转速下,并向所述超级电容28充电;若在此过程中,所述超级电容28和所述蓄电池30均已经充满,减少氢气的供给量,以减少电能的产生。
更进一步地,所述超级电容28与所述转换模块29电连接;所述超级电容28还用于通过所述转换模块29向所述蓄电池30充电。
具体地,所述电能分配模块27和所述转换模块29通过一电控开关与所述空气压缩机1电连接;所述电控开关用于切换所述空气压缩机1的供电来源。更具体地,还包括驱动电机31,所述驱动电机31用于在车辆行驶时,经所述电能分配模块27从所述氢氧燃料电池3、所述超级电容28和/或所述蓄电池30获取电能,以驱动车辆前进;所述驱动电机31用于在车辆制动时反转,以回收制动能量,并通过所述能量分配模块向所述超级电容28充电。通过上述实现方式,能够对多余的电量充分回收,以减少能量的浪费。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
1,通过设置储压罐,能够储存多于的高压空气,并将其应用于泄压时对压力调控,以应用于驱动氢氧燃料电池产生的水喷洒到散热器上。能够充分利用空气压缩机所产生的多余压力,由其是在调节空气压缩机转速的过程中,充分利用高压空气;
2,通过设置泄压罐,能够在空气网管大于空气压缩机出口压力时,快速对空气网管进行降压,以防止空气网管中的压力进入到空气压缩机内,从而防止气体回流到空气压缩机内,从而降低发生喘振的风险;
3,通过利用储压罐与泄压罐进行配合,能够对压力下降的幅度进行精确控制,一方面能够防止压力下降过大,导致能量浪费,另一方面,能够防止压力压下降不足而无法避免喘振的现象产生;
4,通过储压罐与所述储水罐的配合,能够驱动氢氧燃料电池所产生的水,并喷到散热器上,从而利用水的蒸发来吸收热量,进而提高散热效果。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于混合储能系统的能量管理系统,所述能量管理系统用于燃料电池汽车;
包括空气压缩机(1)、空气网管(2)、氢氧燃料电池(3)、储水罐(4)、混合储能装置和泄压罐(6);
所述混合储能装置包括储压罐(5);
所述空气压缩机(1)与所述空气网管(2)连通;所述空气网管(2)与所述泄压罐(6)、所述储压罐(5)、所述氢氧燃料电池(3)连接;
其特征在于:
所述储水罐(4)与所述氢氧燃料电池(3)连接,且所述储水罐(4)上设有第一散热管路(7)和第二散热管路(8);所述第一散热管路(7)用于将所述储水罐(4)中的水引入到所述空气压缩机(1)的冷却系统的散热器的外表面上;所述第二散热管路(8)用于将所述储水罐(4)中的水引入到所述氢氧燃料电池(3)的散热系统中的散热器的外表面;
所述泄压罐(6)、所述储压罐(5)和所述空气网管(2)通过一三通阀连接;
所述储压罐(5)用于在所述空气压缩机(1)的出口压力大于氢氧燃料电池(3)所需要的目标压力时,存储高压空气,并在所述空气压缩机(1)的出口压力调节到所述目标压力时,断开与所述空气压缩机(1)的连通;
所述泄压罐(6)用于在空气网管(2)压力大于目标压力与所述空气压缩机(1)中的较小者,且所述储压罐(5)中的压力大于所述空气网管(2)的压力时,与所述空气网管(2)连通,以降低所述空气网管(2)的压力,防止空气网管(2)的空气回流到所述空气压缩机(1)内;
所述储压罐(5)还用于,在所述泄压罐(6)与所述空气网管(2)连通时,调节所述泄压罐(6)内的压力;
所述储压罐(5)还用于,向所述储水罐(4)内加压,以驱动所述储水罐(4)内的水沿所述第一散热管路(7)和所述第二散热管路(8)流动。
2.根据权利要求1所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:所述泄压罐(6)内设有第一活塞(9),所述第一活塞(9)与所述泄压罐(6)的内腔滑动密封连接;并将所述泄压罐(6)的内腔分隔成泄压腔(10)和调压腔(11);
所述泄压腔(10)与所述空气网管(2)连接,所述调压腔(11)与所述储压罐(5)连接,连接所述调压腔(11)与所述储压罐(5)的管路上设有减压阀(12);
所述泄压腔(10)上连接有第一排气管(13),所述第一排气管(13)上连接有第一控制阀(14);所述调压腔(11)上设有第二排气管(15),所述第二排气管(15)上设有第二控制阀(16);
当通过所述泄压罐(6)对所述空气网管(2)进行泄压时,保持所述第一控制阀(14)和所述第二控制阀(16)关闭;
先控制所述减压阀(12)至一设定压力,以使所述泄压罐(6)内的压力达到设定压力,然后断开所述储压罐(5)与所述泄压罐(6);
连通所述泄压罐(6)与所述空气网管(2),以使所述空气网管(2)的空气进入所述泄压罐(6),从而达到降压的目的;
并在降压后,断开所述泄压罐(6)与所述空气网管(2)之间的管路;控制所述第一控制阀(14)和所述第二控制阀(16)均打开,并在所述泄压腔(10)和所述调压腔(11)内的压力均达到环境气压时,关闭所述第一控制阀(14)和所述第二控制阀(16)。
4.根据权利要求1所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:所述储水罐(4)包括互不连通的第一腔体和第二腔体;
所述第一腔体内设有第二活塞(17);所述第二活塞(17)将所述第一腔体分隔成第一气腔(18)和第一水腔(19);
所述第二腔体内设有第三活塞(20);所述第三活塞(20)将所述第二腔体分隔成第二气腔(21)和第二水腔(22);
所述氢氧燃料电池(3)的出口连接有气液分离器(23),所述气液分离器(23)液体出口分别通过带有单向阀的管路与所述第一水腔(19)、所述第二水腔(22)连通;
所述储压罐(5)通过一三通阀分别与所述第一气腔(18)和所述第二气腔(21)连通;
所述第一水腔(19)和所述第二水腔(22)分别通过的带有单向阀的管路汇流到一总管后,分别与所述第一散热管路(7)和所述第二散热管路(8)连通;
所述第一气腔(18)上连接有第三排气管(24),所述第二气腔(21)上连接有第四排气管(25);
所述储压罐(5)用于交替向所述第一气腔(18)和所述第二气腔(21)内供气;
所述第三排气管(24)用于在所述储压罐(5)向所述第二气腔(21)内供气时,与所述第一气腔(18)连通;
所述第四排气管(25)用于在打以储压罐(5)向所述第一气腔(18)内供气时,与所述第二气腔(21)连通。
5.根据权利要求1所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:还包括压力控制阀(26),所述压力控制阀(26)安装在连接所述储压罐(5)与所述储水罐(4)的管路上;
以通过所述压力控制阀(26)所述储水罐(4)的排水速度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:所述混合储能装置还包括电能分配模块(27)、超级电容(28)、转换模块(29)和蓄电池(30);
所述电能分配模块(27)分别与所述氢氧燃料电池(3)、所述超级电容(28)、所述转换模块(29)电连接;
所述电能分配模块(27)用于在所述氢氧燃料电池(3)当前的发电能力大于当前电量需求值时,向所述超级电容(28)充电,并通过所述转换模块(29)向所述蓄电池(30)充电;
所述电能分配模块(27)还用于在所述氢氧燃料电池(3)当前的发电能力小于当前电量需求值时,控制所述超级电容(28)及所述蓄电池(30)向所述燃料电池汽车的驱动电机(31)和/或所述空气压缩机(1)供电。
7.根据权利要求6所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:在所述氢氧燃料电池(3)的发电能力大于当前电量需求时:
判断所述空气压缩机(1)是否处于最佳工作转速下;如果是,向所述储压罐(5)供气,向所述超级电容(28)和/或所述蓄电池(30)充电;如果否,将所述空气压缩机(1)调节至最佳工作转速下,并向所述超级电容(28)充电;
若在此过程中,所述超级电容(28)和所述蓄电池(30)均已经充满,减少氢气的供给量,以减少电能的产生。
8.根据权利要求7所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:所述超级电容(28)与所述转换模块(29)电连接;
所述超级电容(28)还用于通过所述转换模块(29)向所述蓄电池(30)充电。
9.根据权利要求6所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:所述电能分配模块(27)和所述转换模块(29)通过一电控开关与所述空气压缩机(1)电连接;
所述电控开关用于切换所述空气压缩机(1)的供电来源。
10.根据权利要求6所述的用于混合储能系统的能量管理系统,其特征在于:还包括驱动电机(31),所述驱动电机(31)用于在车辆行驶时,经所述电能分配模块(27)从所述氢氧燃料电池(3)、所述超级电容(28)和/或所述蓄电池(30)获取电能,以驱动车辆前进;
所述驱动电机(31)用于在车辆制动时反转,以回收制动能量,并通过所述电能分配模块(27)向所述超级电容(28)充电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011504778.8A CN112582645B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种用于混合储能系统的能量管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011504778.8A CN112582645B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种用于混合储能系统的能量管理系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112582645A CN112582645A (zh) | 2021-03-30 |
CN112582645B true CN112582645B (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=75136034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011504778.8A Active CN112582645B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种用于混合储能系统的能量管理系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112582645B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102800877A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中国地质大学(武汉) | 一种基于液态储氢材料的并列式直接燃料电池储能供能系统 |
CN209497274U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-10-15 | 天津银隆新能源有限公司 | 一种燃料电池测试与电动汽车充电耦合系统 |
JP2020047497A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | コミュニティシステム |
KR20200127384A (ko) * | 2019-05-02 | 2020-11-11 | 울산대학교 산학협력단 | 수소생산 기능을 가지는 하이브리드 발전 시스템 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104134810B (zh) * | 2014-07-17 | 2017-02-08 | 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 | 一种燃料流量及压力可控的燃料电池电源系统 |
DE102014225589A1 (de) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem |
CA2994510C (en) * | 2015-08-03 | 2019-02-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system and method for controlling fuel cell system |
CN107054140B (zh) * | 2017-04-24 | 2019-03-22 | 哈尔滨理工大学 | 基于弹性储能的燃料电池混合动力汽车储能系统及能量分配方法 |
CN107878235A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-06 | 中山大洋电机股份有限公司 | 一种车用燃料电池动力系统 |
CN208955119U (zh) * | 2018-06-20 | 2019-06-07 | 广东水化科技有限公司 | 一种模块化发电系统 |
CN109980252A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-05 | 武汉海亿新能源科技有限公司 | 一种燃料电池氢气和空气供给控制方法、装置和系统 |
CN110247081B (zh) * | 2019-05-13 | 2021-01-26 | 北京理工大学 | 一种带循环泵的燃料电池阳极压强与流量自调节方法 |
CN111430751B (zh) * | 2020-04-04 | 2021-06-01 | 东风汽车集团有限公司 | 燃料电池系统的怠速供氧控制方法及系统 |
-
2020
- 2020-12-18 CN CN202011504778.8A patent/CN112582645B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102800877A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中国地质大学(武汉) | 一种基于液态储氢材料的并列式直接燃料电池储能供能系统 |
JP2020047497A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | コミュニティシステム |
CN209497274U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-10-15 | 天津银隆新能源有限公司 | 一种燃料电池测试与电动汽车充电耦合系统 |
KR20200127384A (ko) * | 2019-05-02 | 2020-11-11 | 울산대학교 산학협력단 | 수소생산 기능을 가지는 하이브리드 발전 시스템 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"基于动态混合度的储能式有轨电车能量管理策略";陈维荣等;《西南交通大学学报》;20200430;第55卷(第2期);第409-416页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112582645A (zh) | 2021-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107532510B (zh) | 压缩空气储能发电方法及压缩空气储能发电装置 | |
CN112909294B (zh) | 氢燃料电池发动机低温冷启动装置及启动方法 | |
CN105609827A (zh) | 燃料电池系统及该系统内的流体的排出方法 | |
CN1918735A (zh) | 燃料电池系统以及残留燃料气体的去除方法 | |
CN110182104A (zh) | 一种燃料电池汽车辅助供能系统 | |
CA2663708A1 (en) | Fuel cell system | |
CN108138652A (zh) | 压缩空气储藏发电装置以及压缩空气储藏发电方法 | |
CN103872356B (zh) | 用于燃料电池系统的脉动工作方法及系统 | |
CN113410494A (zh) | 一种基于可再生燃料电池的光伏供能系统及方法 | |
CN111769341B (zh) | 基于热化学储能的动力电池低温启动应急加热装置及其控制方法 | |
KR102316963B1 (ko) | 연료 전지 시스템 | |
US8092197B2 (en) | Hydraulic system | |
CN112582645B (zh) | 一种用于混合储能系统的能量管理系统 | |
CN112687916B (zh) | 一种用于燃料电池汽车的混合储能系统 | |
JP2008288149A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2008235203A (ja) | 燃料電池システムにおける生成水排出方法及び燃料電池システム | |
JP6353406B2 (ja) | 水素ステーション | |
US11165080B2 (en) | Fuel cell system | |
CN108172872A (zh) | 一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统 | |
KR102167068B1 (ko) | 수소연료전지를 이용한 굴삭기 에너지 재생 시스템 | |
CN218895268U (zh) | 一种新型水浴循环换热的固态储氢装置 | |
CN114738334B (zh) | 一种基于多级液压驱动的氢气压缩机控制系统的控制方法 | |
JP2004273164A (ja) | 燃料電池システム | |
CN112606710A (zh) | 燃料电池辅助能量系统双向dcdc实现输出控制的系统及方法 | |
CN116565905A (zh) | 一种多能源互补的水-气共存储能系统和储能方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |