CN114361524A - 一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统及方法，包括：车载供氢子系统、两套燃料电池，散热组件，DC/DC模块以及空气滤清器；车载供氢子系统分别与两套燃料电池连接，分别给两套燃料电池提供氢气；散热组件贴附在两套燃料电池上，分别对两套燃料电池进行散热；两套燃料电池的输出端分别通过DC/DC模块给车辆供电；两套燃料电池的空气输入端分别通过空气滤清器与外界空气连接，两套燃料电池的排气端分别通过排气管路连接至大气。系统能够监控燃料电池的运行状态，还能够监控氢气瓶的状态，如果出现泄漏，可以提示驾驶人员氢气泄露状态。还可以提示驾驶人员氢气瓶碰撞状态；保证系统稳定运行，进而保证大型商用车的安全性。

Description

一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统及方法

技术领域

本发明涉及车载燃料电池技术领域，尤其涉及一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统及方法。

背景技术

目前大型商用车为了能够降低燃油，降低燃油对环境的污染，采用氢燃料作为动力源，保证大型商用车行驶及运行使用。

目前大型商用车用燃料电池系统正向大功率方向发展，特别是重型商用车对整车动力性、经济性要求较高，对燃料电池系统功率需求越大，特别是满足绝大多数工况响应的燃料电池系统功率需超过160kW及车载氢系统，前者负责向整车提供电能，后者负责储存燃料电池系统反应所需的氢气，两个系统总成具有密不可分的关系。

目前的燃料电池技术难以满足大型商用车的动力需要，而且现有技术中的燃料电池由于监控不及时，获取供氢过程中，监控不当容易造成事故发生，造成大型商用车行驶不稳定。

发明内容

本发明提供一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统，系统可以对燃料电池进行监控，保证燃料电池的散热性能，使燃料电池稳定运行。

系统包括：车载供氢子系统、两套燃料电池，散热组件，DC/DC模块以及空气滤清器；

车载供氢子系统分别与两套燃料电池连接，分别给两套燃料电池提供氢气；

散热组件贴附在两套燃料电池上，分别对两套燃料电池进行散热；

两套燃料电池的输出端分别通过DC/DC模块给车辆供电；

两套燃料电池的空气输入端分别通过空气滤清器与外界空气连接，两套燃料电池的排气端分别通过排气管路连接至大气。

进一步需要说明的是，两套燃料电池上下布置，第一套燃料电池布置在上面，第二套燃料电池布置在下面。

DC/DC模块设置在两套燃料电池的下端；

两套燃料电池功率覆盖范围为150～200kW，输出电压为450～750V。

进一步需要说明的是，车载供氢子系统包括：供气分管、供气主管和多个氢气瓶；

氢气瓶通过供气分管与供气主管连接，供气主管输出端与燃料电池连接；

氢气瓶的瓶口处设有瓶阀集成组件；供气主管上设有高压传感器、第一过滤器、限流阀、低压放空针阀以及球阀；低压放空针阀连接有集中放空管；高压传感器与HCU模块连接。

进一步需要说明的是，车载供氢子系统还包括：加氢管路；

加氢管路与供气主管连接，加氢管路上设有止回阀、第二过滤器以及加氢口。

进一步需要说明的是，瓶阀集成组件设有瓶阀、减压阀、电磁阀以及安装在减压阀上的安全阀。

进一步需要说明的是，散热组件设有两套散热器和膨胀水箱；

一个散热器贴附在两套燃料电池的一侧，另一个散热器贴附在两套燃料电池的另一侧，分别对燃料电池进行散热；

膨胀水箱通过散热管道分别与两套散热器连接，分别给两套散热器提供冷却液；

两套燃料电池分别连接有一个散热组件。

进一步需要说明的是，还包括：主体框架，主体框架内部安装有多道横梁以及多道纵梁，多道横梁以及多道纵梁将主体框架内部间隔出多个安置空间，每个安置空间内部放置氢气瓶；主体框架底部连接有电池安装架，两套燃料电池安装在电池安装架上；

主体框架上安装有氢浓度传感器、多个碰撞传感器和控制器；

控制器通过CAN通讯方式分别与氢浓度传感器、整车控制器、电磁阀以及碰撞传感器连接；

氢浓度传感器用于实时监测主体框架周围的氢气浓度数据，如氢气浓度数据超阈值，则向控制器发送氢气泄露信号，并根据氢气泄露级别启动相应的保护程序。

碰撞传感器用于感应氢气瓶碰撞信号，并将氢气瓶碰撞信号发送给控制器，HCU模块通过整车控制器提示驾驶人员氢气瓶碰撞状态；

控制器获取整车控制器发送的控制信息，分别控制球阀和电磁阀运行，使氢气瓶给燃料电池提供氢气。

进一步需要说明的是，主体框架的底部连接有安装支架，主体框架的侧部连接有斜撑支架；

安装支架的底部和斜撑支架的底部分别设有连接机构，整车大梁上设有前固定支架、中间固定支架以及后固定支架；

安装支架的连接机构和斜撑支架的连接机构分别与前固定支架、中间固定支架以及后固定支架通过螺栓螺母配合连接，将主体框架固设到整车大梁上。

本发明还提供一种大功率燃料电池与车载氢气运行方法，运行方法包括：

两套燃料电池内部的空压机将空气通过空气滤清器过滤后送入电堆参与反应，反应后的空气通过尾排管排出；

两套燃料电池分别连接有一个散热组件，散热组件分两路分别为两套燃料电池进行冷却，每套燃料电池配备散热器进行散热；

两套燃料电池正常工作后高压输出进入DC/DC模块，升压后一部分高压电能送至整车用电单元，同时另一部分高压电能返回至燃料电池BOP中的高压附件供其正常工作用电。

进一步需要说明的是，加氢时，选择与加氢口匹配的加氢枪进行相互连接；

高压氢气通过加氢口进入加氢管路；

高压氢气通过止回阀，在加氢管路上有压力表，能够实时显示加氢的压力；

氢气在通过连接的卡套接头分别进入与氢气瓶连接的限流阀，再进入与瓶阀直通的氢气瓶中；

HCU模块能够实时监测加氢管路内的氢气压力；

供氢时，系统接到整车控制器或燃料电池系统控制器控制指令后进行自检，自检无故障后打开电磁阀，再打开瓶阀上的电磁阀，高压氢气从氢气瓶上的瓶阀沿管路进入限流阀，过滤器对氢气内大颗粒杂质进行过滤，过滤后的氢气进入减压阀，减压阀将氢气压力减至8.5bar，减压后的氢气通过球阀进入燃料电池氢气路；

当检测到氢气瓶内温度超阈值时，氢气瓶内氢气通过安全阀泄放。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的大功率燃料电池与车载氢气集成系统能够运行更高功率的燃料电池系统，更能有效满足大型商用车对燃料电池的动力性及经济性需求。系统能够监控燃料电池的运行状态，还能够监控氢气瓶的状态，如果出现泄漏，可以提示驾驶人员氢气泄露状态。还可以提示驾驶人员氢气瓶碰撞状态；保证系统稳定运行，进而保证重型商用车的安全性。

本发明提供的大功率燃料电池系统与车载氢系统上下层叠，通过支架固定组合连接，实现燃料电池系统与车载氢系统的高度集成，便于两者的通讯、管路互通，以及整车安装。系统能够实现组合式燃料电池系统架构，并尽可能的提高系统的空间利用率。

燃料电池与车载供氢子系统设计为相互独立，便于不同供应商加工制造，具备一定的灵活性。集成时，燃料电池框架与车载供氢子系统通过主体框架梁连接到一起，主体框架通过前、中、后三个支架固定到整车车架上。

本发明在瓶阀上亦装有安全阀，当检测到瓶内温度超温时，瓶内氢气会通过安全阀泄放。为节省管路，瓶阀与减压阀的泄放管路并联为一路直通大气，其中在减压阀的泄支路上装有单向阀，防止高压氢气倒流。

本发明提及的氢系统重心较高，为防止车辆运行过程中的紧急刹车时发生的氢系统前倾问题，特别为氢系统框架结构设计了斜撑结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为大功率燃料电池与车载氢气集成系统示意图；

图2为大功率燃料电池与车载氢气集成系统轴测图；

图3为主体框架示意图；

图4为固定到整车车架上的结构形式图；

图5为两套燃料电池示意图；

图6为大功率燃料电池与车载氢气运行方法流程图；

图7为系统的加氢供氢示意图。

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进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在设有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统，如图1至7所示，包括：车载供氢子系统1、两套燃料电池，散热组件46，DC/DC模块3以及空气滤清器8；

车载供氢子系统1分别与两套燃料电池连接，分别给两套燃料电池提供氢气；散热组件46贴附在两套燃料电池上，分别对两套燃料电池进行散热；两套燃料电池的输出端分别通过DC/DC模块3给车辆供电；两套燃料电池的空气输入端分别通过空气滤清器8与外界空气连接，两套燃料电池的排气端分别通过排气管路连接至大气。

本发明涉及的燃料电池是车上的主要动力部件，系统中的电堆能够将燃料电池系统附件输送过来的空气中的氧气与车载氢系统提供的低压氢气在一定的比例及压力下发生催化电化学反应产生电能，电堆中的每片电池是独立的发电单元，通过特定的连接导电结构能够将每片电池产生的电能导出，形成大电流。电堆输出电流到DC/DC模块3，升压至整车母线电压，向整车驱动电机或动力电池提供电能。

本发明中，两套燃料电池上下布置，第一套燃料电池布置在上面，第二套燃料电池布置在下面。DC/DC模块设置在两套燃料电池的下端；

作为本发明的一种实施方式，两套燃料电池输出功率、输出电流及电压，与整车需求相匹配，本发明提出的两套燃料电池功率覆盖范围为150～200kW，输出电压为450～750V。在结构上，燃料电池系统总成由两套完全一样的燃料电池系统组成，各系统的输出功率为整车需求功率的二分之一，即75～ 100kW。为适应集成模块的布置方式，两块第一燃料电池2电堆模块以及两块第二燃料电池电堆模块采用左-右的布局方式，两块第一燃料电池2电堆模块设置在两块第二燃料电池电堆模块上端；即燃料电池系统电堆模块与系统 BOP左右布置，此布置方式可以最大限度的减少燃料电池系统的高度方向尺寸。

散热组件46设有两套散热器5和膨胀水箱6；一个散热器5贴附在两套燃料电池的一侧，另一个散热器5贴附在两套燃料电池的另一侧，分别对燃料电池进行散热；膨胀水箱6通过散热管道分别与两套散热器5连接，分别给两套散热器5提供冷却液；两套燃料电池分别连接有一个散热组件。

散热组件46贴附在两套燃料电池上，分别对两套燃料电池进行散热，保证了两套燃料电池的稳定运行。膨胀水箱6可以集成到车载氢系统框架上。本发明提及的燃料电池系统总成通过框架结构可以实现独立集成。框架结构保留与车载氢系统集成所需的接口。

本发明提及的系统使用高压储氢技术路线，通过气瓶储存高压氢气。

其中，车载供氢子系统1包括：供气分管11、供气主管12和多个氢气瓶 9；氢气瓶9通过供气分管11与供气主管12连接，供气主管12输出端与燃料电池连接；氢气瓶9的瓶口处设有瓶阀43集成组件10；供气主管12上设有高压传感器13、第一过滤器14、限流阀15、低压放空针阀16以及球阀17；低压放空针阀16连接有集中放空管18；高压传感器13与HCU模块19连接。车载供氢子系统1还包括：加氢管路20；加氢管路20与供气主管12连接，加氢管路20上设有止回阀21、第二过滤器22以及加氢口23。瓶阀43集成组件10设有瓶阀43、减压阀44、电磁阀45以及安装在减压阀44上的安全阀24。

本发明提及的系统中，在供氢的结构具有框架部分，固定氢瓶、减压阀 44、管阀件、加氢口等系统零部件支架，实现与整体固定连接。本发明涉及的加氢与供氢零部件包括加氢口、单向阀、过滤器、限流阀、高压传感器13、低压传感器、氢浓度传感器、碰撞传感器35、减压阀44、泄流阀，不锈钢、连接用卡套接头。车载氢系统保留与燃料电池系统总成集成所需的机械与电气接口。

在装车前，燃料电池系统总成与车载氢系统安装到模块副梁上，完成燃料电池系统与车载氢系统的接口安装后，再装配到整车上。

具体来讲系统还包括：主体框架31，主体框架31内部安装有多道横梁 32以及多道纵梁33，多道横梁32以及多道纵梁33将主体框架31内部间隔出多个安置空间34，每个安置空间34内部放置氢气瓶9；主体框架31底部连接有电池安装架，两套燃料电池安装在电池安装架上；

主体框架31上安装有氢浓度传感器、多个碰撞传感器35和控制器36；

控制器36通过CAN通讯方式分别与氢浓度传感器、整车控制器、电磁阀以及碰撞传感器35连接；

氢浓度传感器用于实时监测主体框架31周围的氢气浓度数据，如氢气浓度数据超阈值，则向控制器发送氢气泄露信号，控制器通过整车控制器提示驾驶人员氢气泄露状态；

碰撞传感器35用于感应氢气瓶9碰撞信号，并将氢气瓶9碰撞信号发送给控制器，控制器通过整车控制器提示驾驶人员氢气瓶9碰撞状态；

控制器获取整车控制器发送的控制信息，分别控制球阀和电磁阀运行，使氢气瓶9给燃料电池提供氢气。

主体框架31的底部连接有安装支架37，主体框架31的侧部连接有斜撑支架38；安装支架37的底部和斜撑支架38的底部分别设有连接机构39，整车大梁上设有前固定支架40、中间固定支架41以及后固定支架42；安装支架37的连接机构39和斜撑支架38的连接机构39分别与前固定支架40、中间固定支架41以及后固定支架42通过螺栓螺母配合连接，将主体框架31固设到整车大梁上。前固定支架40、中间固定支架41以及后固定支架42安装在整车大梁47上。

主体框架31能够实现对燃料电池及氢气瓶9的安装，并尽可能的提高系统的空间利用率。

系统中的燃料电池机氢气瓶9安装时需要整车提供较大空间尺寸，这对整车布置依然形成了挑战，本发明为解决此问题，提出的系统具有集成设计方案，在满足整车储氢量的条件下，重新设计车载氢系统的架构及燃料电池系统结构，实现这两个系统的集成，解决了大功率燃料电池系统无法在整车上布置的技术难题，为整车需求的更大功率的燃料电池系统提供了思路。

本发明的系统在尺寸上，集成模块外形尺寸由整车驾驶室最大宽度、高度、车架高度及轴距等尺寸确定。在集成结构上，集成模块下部为燃料电池，上部为车载氢系统，燃料电池与车载氢系统通过共同的车架随型副梁固定到整车车架上。集成模块重量由整车布置位置的轴荷决定。

基于上述系统，本发明还提供一种大功率燃料电池与车载氢气运行方法，运行方法包括：

两套燃料电池内部的空压机将空气通过空气滤清器8过滤后送入电堆参与反应，反应后的空气通过尾排管7排出；

两套燃料电池共用一个散热组件46，散热组件46分两路分别为两套燃料电池进行冷却，每套燃料电池配备散热器5进行散热；

两套燃料电池正常工作后高压输出进入DC/DC模块3，升压后一部分高压电能送至整车用电单元，同时另一部分高压电能返回至燃料电池BOP中的高压附件供其正常工作用电。

作为本发明的一种实施例，根据燃料电池系统总成与车载氢系统集成模块在整车上的布置位置及布置尺寸要求。

具体地，根据整车经济性开发需求确定车载氢系统储氢重量为30公斤，根据模块外形尺寸选定车载氢系统中的高压储氢瓶储氢容积为35Mpa 210L，选用6瓶组。由总布置得出车载氢系统的高度限定尺寸为1430mm。由此得出燃料电池总成的高度方向尺寸为1060mm。至此，燃料电池总成与车载氢系统的外形尺寸分别确定。

根据整车动力性开发需求确定燃料电池系统的额定功率为150～200kW。具体功率根据车型分别确定。根据当前燃料电池技术开发实际，确定燃料电池系统总成由两套燃料电池系统组成，各系统的额定输出功率占燃料电池系统输出总功率的二分之一，即单系统输出功率为75～100kW。单系统的散热需求为100～130kW，结合燃料电池系统的进出口温度(60～70℃)，最高工作温度75℃等参数确定燃料电池的专用散热器5技术参数，结合燃料电池总成的外形尺寸及重量要求，确定散热器5的技术规格。根据燃料电池系统总成的输出功率150～200kW，及输出电压确定燃料电池DCDC的技术规格。特别地，燃料电池DCDC需要满足双系统的输入，同时燃料电池DCDC需要为燃料电池BOP中的高压附件供电。DCDC将燃料电池系统输入并联升压后通过高压线束输入至整车高压配电箱中，为电机或动力电池提供电能。

具体实施时，每套燃料电池系统由电堆模块及BOP组成，为满足尺寸要求将BOP置于电堆模块的右侧，实现扁平化设计，将燃料电池散热器5置于总成的最右侧，实现就近布置。另外一套燃料电池系统布置在下侧，燃料电池散热器5置于总成的最左侧，实现就近布置。燃料电池专用DCDC布置在总成的最下侧。由于膨胀水箱6位置较高，将其固定在车载氢系统框架上。燃料电池系统总成内各部件之间的连接管路、线束根据各部件的布置位置进行设计。所有零部件通过框架总成固定连接。

本发明中的方法中，每套燃料电池系统配备空气滤清器8，燃料电池系统内部的空压机将空气通过滤清器过滤后送入电堆参与反应，反应后的空气通过专用尾排管排出。两套燃料电池系统共用一个膨胀水箱6，膨胀水箱6分两路分别为燃料电池系统的冷却回路补充冷却液，为保证燃料电池系统工作温度的稳定性，每套燃料电池系统配备独立的散热器5进行散热。两套燃料电池系统正常工作后高压输出并联进入DCDC模块，升压后一部分高压电能送至整车用电单元，同时一部分高压电能返回至燃料电池系统BOP中的高压附件供其正常工作用电。

作为本发明的一种实施例，在氢系统储氢参数上，本系统选用6只210L 35Mpa氢瓶，系统总储氢量约为30kg。

具体地，氢系统加氢口选用TN5 35Mpa大流量型号，在加氢时，选择与加氢口匹配的加氢枪进行相互连接；高压氢气通过加氢口进入加氢管路20；高压氢气通过止回阀21，在加氢管路20上有压力表，能够实时显示加氢的压力；氢气在通过连接的卡套接头分别进入与氢气瓶9连接的限流阀，再进入与瓶阀43直通的氢气瓶9中；控制器能够实时监测加氢管路20内的氢气压力；

供氢时，系统接到整车控制器或控制器控制指令后进行自检，自检无故障后打开电磁阀，再打开瓶阀43上的电磁阀，高压氢气从氢气瓶9上的瓶阀 43沿管路进入限流阀，过滤器对氢气内大颗粒杂质进行过滤，过滤后的氢气进入减压阀44，减压阀44将氢气压力减至8.5bar，减压后的氢气通过球阀进入燃料电池氢气路；

特别地，为防止减压阀44失效，无效减压后的高压氢气对燃料电池产生冲击，在减压阀44上装有安全阀，将安全阀卸荷压力定位为13bar，压力超过 bar的氢气将通过泄放管路排放至大气中。同样的，在瓶阀43上亦装有安全阀，当检测到瓶内温度超阈值时，瓶内氢气会通过安全阀泄放。为节省管路，瓶阀43与减压阀44的泄放管路并联为一路直通大气，其中在减压阀44的泄支路上装有单向阀，防止高压氢气倒流。

本发明提及的氢系统框架由四根主梁作为主支撑，在顶部横向焊接矩形管固定氢瓶鞍座及氢瓶管路，氢瓶下部为燃料电池系统总成预留安装空间，四根主梁固定到集成模块两根副梁上。由于本发明提及的氢系统重心较高，为防止车辆运行过程中的紧急刹车时发生的氢系统前倾问题，特别为氢系统框架结构设计了斜撑结构。

燃料电池系统框架与车载氢系统框架设计为相互独立，便于不同供应商加工制造，具备一定的灵活性。集成时，燃料电池系统框架与车载氢系统通过副梁连接到一起，副梁通过前、中、后三个支架固定到整车车架上，详细的连接形式如附图7所示。

需要说明的是在车载氢系统顶部左右两侧布置有两个氢浓度传感器，能够实时监测车载氢系统与燃料电池系统是否有氢气泄露，当有氢气泄露时控制器根据氢气泄露浓度向整车控制器发送相应的故障码并启动相应的车载氢系统及燃料电池系统总成停机动作，停机对集成模块进行检修后方可消除相应故障码重新启动。

本发明涉及的大功率燃料电池与车载氢气集成系统是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，包括：车载供氢子系统、两套燃料电池，散热组件，DC/DC模块以及空气滤清器；

车载供氢子系统分别与两套燃料电池连接，分别给两套燃料电池提供氢气；

散热组件贴附在两套燃料电池上，分别对两套燃料电池进行散热；

两套燃料电池的输出端分别通过DC/DC模块给车辆供电；

两套燃料电池的空气输入端分别通过空气滤清器与外界空气连接，两套燃料电池的排气端分别通过排气管路连接至大气。

2.根据权利要求1所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

两套燃料电池上下布置，第一套燃料电池布置在上面，第二套燃料电池布置在下面；

DC/DC模块设置在两套燃料电池的下端；

两套燃料电池功率覆盖范围为150～200kW，输出电压为450～750V。

3.根据权利要求1或2所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

车载供氢子系统包括：供气分管、供气主管和多个氢气瓶；

氢气瓶通过供气分管与供气主管连接，供气主管输出端与燃料电池连接；

氢气瓶的瓶口处设有瓶阀集成组件；供气主管上设有高压传感器、第一过滤器、限流阀、低压放空针阀以及球阀；低压放空针阀连接有集中放空管；高压传感器与HCU模块连接。

4.根据权利要求3所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

车载供氢子系统还包括：加氢管路；

加氢管路与供气主管连接，加氢管路上设有止回阀、第二过滤器以及加氢口。

5.根据权利要求3所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

瓶阀集成组件设有瓶阀、减压阀、电磁阀以及安装在减压阀上的安全阀。

6.根据权利要求1或2所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

散热组件设有两套散热器和膨胀水箱；

一个散热器贴附在两套燃料电池的一侧，另一个散热器贴附在两套燃料电池的另一侧，分别对燃料电池进行散热；

膨胀水箱通过散热管道分别与两套散热器连接，分别给两套散热器提供冷却液；

两套燃料电池分别连接有一个散热组件。

7.根据权利要求5所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

还包括：主体框架，主体框架内部安装有多道横梁以及多道纵梁，多道横梁以及多道纵梁将主体框架内部间隔出多个安置空间，每个安置空间内部放置氢气瓶；主体框架底部连接有电池安装架，两套燃料电池安装在电池安装架上；

主体框架上安装有氢浓度传感器、多个碰撞传感器和控制器；

控制器通过CAN通讯方式分别与氢浓度传感器、整车控制器、电磁阀以及碰撞传感器连接；

氢浓度传感器用于实时监测主体框架周围的氢气浓度数据，如氢气浓度数据超阈值，则向控制器发送氢气泄露信号，并根据氢气泄露级别启动相应的保护程序；

碰撞传感器用于感应氢气瓶碰撞信号，并将氢气瓶碰撞信号发送给控制器，控制器通过整车控制器提示驾驶人员氢气瓶碰撞状态；

控制器获取整车控制器发送的控制信息，分别控制球阀和电磁阀运行，使氢气瓶给燃料电池提供氢气。

8.根据权利要求7所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统，其特征在于，

主体框架的底部连接有安装支架，主体框架的侧部连接有斜撑支架；

安装支架的底部和斜撑支架的底部分别设有连接机构，整车大梁上设有前固定支架、中间固定支架以及后固定支架；

安装支架的连接机构和斜撑支架的连接机构分别与前固定支架、中间固定支架以及后固定支架通过螺栓螺母配合连接，将主体框架固设到整车大梁上。

9.一种大功率燃料电池与车载氢气运行方法，其特征在于，方法采用如权利要求1至8任意一项所述的大功率燃料电池与车载氢气集成系统；运行方法包括：

两套燃料电池内部的空压机将空气通过空气滤清器过滤后送入电堆参与反应，反应后的空气通过尾排管排出；

两套燃料电池分别连接有一个散热组件，散热组件分两路分别为两套燃料电池进行冷却，每套燃料电池配备散热器进行散热；

两套燃料电池正常工作后高压输出进入DC/DC模块，升压后一部分高压电能送至整车用电单元，同时另一部分高压电能返回至燃料电池BOP中的高压附件供其正常工作用电。

10.根据权利要求9所述的大功率燃料电池与车载氢气运行方法，其特征在于，

加氢时，选择与加氢口匹配的加氢枪进行相互连接；

高压氢气通过加氢口进入加氢管路；

高压氢气通过止回阀，在加氢管路上有压力表，能够实时显示加氢的压力；

氢气在通过连接的卡套接头分别进入与氢气瓶连接的限流阀，再进入与瓶阀直通的氢气瓶中；

HCU模块能够实时监测加氢管路内的氢气压力；

供氢时，系统接到整车控制器或燃料电池系统控制器控制指令后进行自检，自检无故障后打开电磁阀，再打开瓶阀上的电磁阀，高压氢气从氢气瓶上的瓶阀沿管路进入限流阀，过滤器对氢气内大颗粒杂质进行过滤，过滤后的氢气进入减压阀，减压阀将氢气压力减至8.5bar，减压后的氢气通过球阀进入燃料电池氢气路；

当检测到氢气瓶内温度超阈值时，氢气瓶内氢气通过安全阀泄放。

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