CN113389844A - 一种燃料电池的减震装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池的减震装置及其控制方法，属于燃料电池减震技术领域。该装置包括减震底板、燃料电池安装板、竖直设置的电控阻尼弹簧减震器，五个电控阻尼弹簧减震器对燃料电池安装板底部形成均匀支撑并及时将燃料电池安装板复位，燃料电池底板上端周向设有四个定位块，限制燃料电池的水平位置，防止燃料电池水平移动。所述控制方法通过震动感应器感应到路面震动信号和水流量计采集到燃料电池的水流量，都将采集到的信息传送给控制器，控制器根据路面震动的变化以及水流量的变化所反馈的信号控制电源大小，调节阻尼力大小，改变减震装置的减震强度，提高燃料电池的减震效果。

Description

一种燃料电池的减震装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池减震技术领域，具体涉及一种燃料电池的减震装置及其控制方法。
背景技术
近年来，全球都在面临着严峻的大气污染以及能源短缺问题，燃料电池作为一种清洁、高效的发电装置被认为是不可再生能源的最佳替代品。随着燃料电池技术发展逐渐成熟，燃料电池被广泛应用于汽车上，而燃料电池多为直接安装在汽车底盘，燃料电池汽车在不平路面行驶时，燃料电池会受到来自路面的颠簸，产生震动，不利于保持燃料电池堆的水平衡。
水作为燃料电池电化学反应后的产物，燃料电池堆中的水平衡会直接影响燃料电池堆的性能。而当燃料电池车在崎岖路面行驶时，燃料电池会受到路面震动的影响，从而影响燃料电池堆里的含水饱和度，含水饱和度过高将剥弱各层的传气能力，参与反应的氧气会减少，这将进一步影响燃料电池的性能。所以给燃料电池增加减震装置是至关重要的。
但目前很多减震装置的不足之处在于，一旦当减震器装配完成后，减震器的减震强度就已经固定了，当减震器在长时间使用后，减震器零部件老化和磨损，减震器减震效果变差。对于燃料电池的减震装置，最好能根据在不同的行驶路面上，能及时调整减震强度，使燃料电池能保持在最好的减震状态，利于保持燃料电池堆内的水平衡。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种能实时调节减震强度的燃料电池的减震装置及其控制方法。通过路面震动变化和水流量的变化判断燃料电池堆内部水状态，然后控制器发出指令控制电源输出的电流大小，调节阻尼力大小，从而改变减震强度，进而改善电池减震效果。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案，一种燃料电池的减震装置，包括水平设置的减震底板(13)，所述减震底板(13)的上方设有与减震底板(13)相平行的燃料电池安装板(14)，所述减震底板(13)的上端周向四角以及中心位置都设有电控阻尼弹簧减震器(12)，所述电控阻尼弹簧减震器(12)的下端通过第二连接块(11)与所述减震底板(13)的上端连接，所述电控阻尼弹簧减震器(12)的上端通过第一连接块(7)与所述燃料电池安装板(14)的下端连接，所述燃料电池安装板(14)的上端设有四个定位块(15)。
进一步，所述电控阻尼弹簧减震器(12)包括缸体(1)，所述缸体(1)的内部通过气液隔板(8)将缸体(1)的内部分隔为液体仓(9)和气体仓(10)，所述气液隔板(8)与缸体(1)的内壁密封活动连接，所述液体仓(9)的内部设有活塞(2)，所述活塞(2)与缸体(1)滑动连接，所述活塞(2)连接有从上端伸出于缸体(1)外侧的活塞杆(3)，所述活塞杆(3)的上端连接有第一弹簧座(5)，所述缸体(1)的下端连接有第二弹簧座(6)，所述第一弹簧座(5)与第二弹簧座(6)间设置有弹簧(4)，所述第一弹簧座(5)的上端设置有第一连接块(7)，所述第二弹簧座(6)的下端设置有第二连接块(11)，所述活塞(2)上有环状缝贯通其间，所述活塞(2)的内部还安置有线圈，所述液体仓(9)的内部充满磁流体。
进一步，所述第二连接块(11)通过若干第二紧固件(17)与减震底板(13)的上端相连。
进一步，所述定位块(15)通过若干第一紧固件(16)与燃料电池安装板(14)的上端相连。
进一步，所述减震底板(13)的长度小于燃料电池安装板(14)的长度，所述减震底板(13)的宽度小于燃料电池安装板(14)的宽度。
本发明的一种燃料电池的减震装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：燃料电池汽车在崎岖路面行驶时，通过震动感应器(18)感应到路面震动信号，并将其信号传输给控制器(20)，水流量计(19)采集到燃料电池(23)的水流量，并将其数值传送给控制器(20)，控制器(20)根据路面震动的变化以及水流量的变化反馈的信号来判断燃料电池(23)堆内部的水饱和度状态，然后控制器将判断的结果转换成电信号，并将其电信号输出给外部电源(21)；
步骤二：外部电源(21)接收由控制器(20)传过来的电信号指令，根据电信号指令来调节其电流大小，并且电流通给电控阻尼弹簧减震器(12)的活塞(2)内部线圈，进而调节线圈的电流大小；
步骤三：当电流通过活塞(2)内部线圈时，就会产生垂直于流体运动方向的磁场，受到磁场作用，环状缝(活塞上有一些通孔使磁流体能通过活塞到缸体中活塞的另一边，这些通孔连起来成环状)内的磁流体的粘度及流动阻抗发生改变，使得阻尼力也随之改变，通过改变流经线圈电流的大小，就能改变活塞(2)内的磁场强度，从而改变阻尼力大小，进而改变燃料电池的减震装置(22)的减震强度有效实施了在不同工况下都对燃料电池保持良好的减震效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的燃料电池的减震装置可以通过控制外部电源电流大小来调节阻尼力大小，实现调节减震装置减震强度的目的。与传统的阻尼可调减震器相比，采用了电控调节技术，可实现减震器阻尼的适时精准调节，并且通过震动感应器和水流量计反馈信息给控制器，实时调节燃料电池的减震强度。实现燃料电池汽车在不同路面行驶时，都可以对燃料电池保持良好的减震效果。
附图说明
图1为本发明实施提供的减震装置整体结构示意图；
图2为本发明实施提供的减震底板和电控阻尼弹簧减震器结构示意图；
图3为本发明实施提供的燃料电池安装板底部结构示意图；
图4为本发明实施提供的电控阻尼弹簧减震器整体结构示意图；
图5为本发明实施提供的减震装置控制方法示意图。
图中，1-缸体、2-活塞、3-活塞杆、4-弹簧、5-第一弹簧座、6-第二弹簧座、7-第一连接块、8-气液隔板、9-液体仓、10-气体仓、11-第二连接块、12-电控阻尼弹簧减震器、13-减震底板、14-燃料电池安装板、15-定位块、16-第一紧固件、17-第二紧固件、18-震动感应器、19-水流量计、20-控制器、21-电源、22-减震装置、23-燃料电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案做进一步的详细说明。
如图1-4所示，本燃料电池的减震装置，包括水平设置的减震底板13，减震底板13上方设有与减震底板相平行的燃料电池安装板14，且在减震底板13上端周向四角以及中心位置都设有电控阻尼弹簧减震器12，电控阻尼弹簧减震器12下端通过第二连接块11与所述的减震底板13连接，电控阻尼弹簧减震器12上端通过第一连接块7与燃料电池安装板14连接，五个电控阻尼弹簧减震器12对燃料电池安装板14底部形成均匀支撑并及时将燃料电池安装板14复位，在燃料电池安装板14上端还设有四个定位块15，限制燃料电池的水平位置，防止燃料电池水平移动。
其中，电控阻尼弹簧减震器12包括缸体1，缸体1内通过气液隔板8将液体仓9和气体仓10分隔开，气液隔板8与缸体1内壁密封活动连接，在液体仓9内设有活塞2，且活塞2与缸体1滑动连接，活塞连接有从上端伸出于缸体1外侧的活塞杆3，活塞杆3上端连接有第一弹簧座5，缸体1下端连接有第二弹簧座6，且在第一弹簧座5与第二弹簧座6间设置有弹簧4，第一弹簧座5上端设置有第一连接块7，第二弹簧座6下端设置有第二连接块11，活塞2上有环状贯通其间，且活塞2内部还安置有线圈，液体仓9内充满磁流体。
其中，第二连接块11通过若干第二紧固件17与减震底板13上端相连，定位块15通过若干第一紧固件16与燃料电池安装板14上端相连。
可见地，减震底板13的长度小于燃料电池安装板14的长度，减震底板13的宽度小于燃料电池安装板14的宽度。
优选地，气液隔板8在减震器工作的过程中会在缸体1中上下运动。
如图5所示，本发明实施例提供的一种燃料电池的减震装置及其控制方法如下：
步骤一：当燃料电池汽车在崎岖路面行驶时，其燃料电池的减震装置22进行减震工作，通过震动感应器18感应到路面震动信号，并将其信号传输给控制器20，通过水流量计19采集到燃料电池23的水流量，也将其数值传送给控制器20，控制器20根据路面震动的变化以及水流量的变化反馈的信号来判断燃料电池23堆内部水饱和度状态，然后控制器20将判断的结果转换成电信号，并将其电信号输出给外部电源21。
步骤二：外部电源21接收来自控制器20传过来的电信号，根据电信号指令来调节其电流大小，并且电流通给减震装置18中的电控阻尼弹簧减震器12的活塞2内部线圈，进而调节线圈的电流大小。
步骤三：当电流接通到活塞2内部线圈时，就会产生垂直于流体运动方向的磁场，受到磁场作用，环状缝内的磁流体的粘度及流动阻抗发生改变，使得阻尼力也随之改变。通过改变流经线圈电流的大小，活塞2内的磁场强度也会随之改变，从而改变阻尼力大小，进而改变燃料电池的减震装置22的减震强度。有效实施了根据不同路面震动情况，都能实时调节减震装置22的减震强度，提高了燃料电池23的减震效果，从而有利于燃料电池23堆内部的水平衡。
综上，本发明的一种燃料电池的减震装置及其控制方法，该装置包括减震底板、燃料电池安装板、竖直设置的电控阻尼弹簧减震器，五个电控阻尼弹簧减震器对燃料电池安装板底部形成均匀支撑并及时将燃料电池安装板复位，燃料电池底板上端周向设有四个定位块，限制燃料电池的水平位置，防止燃料电池水平移动。所述控制方法通过震动感应器感应到路面震动信号和水流量计采集到燃料电池的水流量，都将采集到的信息传送给控制器，控制器根据路面震动的变化以及水流量的变化所反馈的信号控制电源大小，调节阻尼力大小，改变减震装置的减震强度，提高燃料电池的减震效果。
在上述的实施例中描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种燃料电池的减震装置，其特征在于，包括水平设置的减震底板(13)，所述减震底板(13)的上方设有与减震底板(13)相平行的燃料电池安装板(14)，所述减震底板(13)的上端周向四角以及中心位置都设有电控阻尼弹簧减震器(12)，所述电控阻尼弹簧减震器(12)的下端通过第二连接块(11)与所述减震底板(13)的上端连接，所述电控阻尼弹簧减震器(12)的上端通过第一连接块(7)与所述燃料电池安装板(14)的下端连接，所述燃料电池安装板(14)的上端设有四个定位块(15)。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的减震装置，其特征在于，所述电控阻尼弹簧减震器(12)包括缸体(1)，所述缸体(1)的内部通过气液隔板(8)将缸体(1)的内部分隔为液体仓(9)和气体仓(10)，所述气液隔板(8)与缸体(1)的内壁密封活动连接，所述液体仓(9)的内部设有活塞(2)，所述活塞(2)与缸体(1)滑动连接，所述活塞(2)连接有从上端伸出于缸体(1)外侧的活塞杆(3)，所述活塞杆(3)的上端连接有第一弹簧座(5)，所述缸体(1)的下端连接有第二弹簧座(6)，所述第一弹簧座(5)与第二弹簧座(6)间设置有弹簧(4)，所述第一弹簧座(5)的上端设置有第一连接块(7)，所述第二弹簧座(6)的下端设置有第二连接块(11)，所述活塞(2)上有环状缝贯通其间，所述活塞(2)的内部还安置有线圈，所述液体仓(9)的内部充满磁流体。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池的减震装置，其特征在于，所述第二连接块(11)通过若干第二紧固件(17)与减震底板(13)的上端相连。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池的减震装置，其特征在于，所述定位块(15)通过若干第一紧固件(16)与燃料电池安装板(14)的上端相连。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池的减震装置，其特征在于，所述减震底板(13)的长度小于燃料电池安装板(14)的长度，所述减震底板(13)的宽度小于燃料电池安装板(14)的宽度。
6.一种燃料电池的减震装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：燃料电池汽车在崎岖路面行驶时，通过震动感应器(18)感应到路面震动信号，并将其信号传输给控制器(20)，水流量计(19)采集到燃料电池(23)的水流量，并将其数值传送给控制器(20)，控制器(20)根据路面震动的变化以及水流量的变化反馈的信号来判断燃料电池(23)堆内部的水饱和度状态，然后控制器将判断的结果转换成电信号，并将其电信号输出给外部电源(21)；
步骤二：外部电源(21)接收由控制器(20)传过来的电信号指令，根据电信号指令来调节其电流大小，并且电流通给电控阻尼弹簧减震器(12)的活塞(2)内部线圈，进而调节线圈的电流大小；
步骤三：当电流通过活塞(2)内部线圈时，就会产生垂直于流体运动方向的磁场，受到磁场作用，环状缝内的磁流体的粘度及流动阻抗发生改变，使得阻尼力也随之改变，通过改变流经线圈电流的大小，就能改变活塞(2)内的磁场强度，从而改变阻尼力大小，进而改变燃料电池的减震装置(22)的减震强度。
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