车载液氢系统及其加氢、供氢控制方法、控制装置和车辆与流程

本技术属于车载液氢系统，尤其涉及一种车载液氢系统及其加氢、供氢控制方法、控制装置和车辆。

背景技术：

1、低温液态储氢为常用的车用储氢方式，通过液氢罐储存低温液态氢气，但低温液态储氢由于其存储特性，受热容易汽化在液氢罐内形成气枕区，气枕区的氢气压力不稳定，对车载液氢系统的充装效率、充满率以及供氢的稳定性均有一定影响。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种车载液氢系统及其加氢、供氢控制方法、控制装置和车辆，提高液氢罐的充满率和充装效率，降低能耗，提高燃料电池汽车的续航里程。

2、第一方面，本技术提供了一种车载液氢系统，包括：

3、液氢罐，具有气枕区和液氢区，并设有液位传感器和第一压力传感器，液氢区通过第一三通阀与加氢管路和供氢管路连接，气枕区通过第二三通阀与回收管路的进氢端以及增压管路的出氢端连接，供氢管路的出氢端与燃料电池连接，增压管路的进氢端与液氢区连接；

4、缓冲罐，设于供氢管路上，缓冲罐与回收管路的出氢端连接；

5、控制装置，与液位传感器、第一压力传感器、第一三通阀和第二三通阀电性连接，控制装置用于根据液氢罐的液位信号和气枕区的压力信号控制第一三通阀和第二三通阀工作。

6、根据本技术的一个实施例，供氢管路中位于缓冲罐和第一三通阀之间的管路上设有第一汽化器和第一增压器，第一汽化器和第一增压器分别与控制装置电性连接；

7、回收管路的出氢端与第一汽化器的进氢端连接。

8、根据本技术的一个实施例，增压管路设有第二汽化器和第二增压器，第二汽化器和第二增压器分别与控制装置电性连接，控制装置用于根据液位信号和压力信号控制第一增压器工作。

9、根据本技术的一个实施例，气枕区与第二三通阀之间的管路和/或缓冲罐的出氢端和燃料电池的进氢端之间的管路连接有安全阀。

10、根据本技术的一个实施例，供氢管路、回收管路和增压管路上均设有机械截止阀，机械截止阀被配置为导通状态。

11、第二方面，本技术提供了一种如第一方面中任一技术方案的车载液氢系统的加氢控制方法，包括：

12、获取加氢指示信号；

13、响应于加氢指示信号，获取液氢罐的液位h，并根据h获取液氢罐的初始充满率v0；

14、在v0<vmax的情况下，控制第一三通阀连通加氢管路和液氢区，开始加氢，其中，vmax为液氢罐的终止充满率；

15、在加氢过程中，获取气枕区的实时压力pi以及液氢罐的实时充满率vi；

16、在pi>p1的情况下，控制第二三通阀连通气枕区和缓冲罐，其中，p1为液氢流出液氢罐所需的最小压力；

17、在vi＝vmax的情况下，控制第一三通阀和第二三通阀关闭，加氢结束。

18、第三方面，本技术提供了一种如第一方面中任一技术方案的车载液氢系统的供氢控制方法，包括：

19、获取燃料电池启动指示信号；

20、响应于燃料电池启动指示信号，获取液氢罐的实时液位hi，比较hi与h1，其中，h1为液氢罐中液氢液位的下限值；

21、在hi>h1的情况下，控制第一三通阀连通供氢管路和液氢区，通过供氢管路向燃料电池供液氢；

22、在供氢过程中，获取气枕区的实时压力pi，并比较pi与p1，其中，p1为可满足液氢流出液氢罐的最小压力；

23、在pi≤p1的情况下，控制第二三通阀连通增压管路和气枕区，通过所述增压管路向所述气枕区供氢气；

24、响应于燃料电池关闭指示信号，控制第一三通阀和第二三通阀关闭，供氢结束。

25、根据本技术的一个实施例，在h≤h1的情况下，供氢控制方法还包括：

26、比较pi与p2，其中，p2为车载液氢系统保持正压的最低压力，且p2<p1；

27、在p≥p2的情况下，控制第一三通阀关闭，并控制第二三通阀连通气枕区和回收管路，通过回收管路向燃料电池供氢；

28、在pi<p2的情况下，控制第一三通阀和第二三通阀关闭，供氢结束。

29、第四方面，本技术提供了一种车载液氢系统的控制装置，控制装置包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块；和/或，控制装置包括第四获取模块、第五获取模块、第六获取模块、第四控制模块、第五控制模块和第六控制模块；其中，

30、第一获取模块用于获取加氢指示信号；

31、第二获取模块用于响应于加氢指示信号，获取液氢罐的液位h，并根据h获取液氢罐的初始充满率v0；

32、第一控制模块用于在v0<vmax的情况下，控制第一三通阀连通加氢管路和液氢区，开始加氢，其中，vmax为液氢罐的终止充满率；

33、第三获取模块用于在加氢过程中，获取气枕区的实时压力pi以及液氢罐的实时充满率vi；

34、第二控制模块用于在pi>p1的情况下，控制第二三通阀连通气枕区和缓冲罐，其中，p1为液氢流出液氢罐所需的最小压力；

35、第三控制模块用于在vi＝vmax的情况下，控制第一三通阀和第二三通阀关闭，加氢结束；

36、第四获取模块用于获取燃料电池启动指示信号；

37、第五获取模块用于响应于燃料电池启动指示信号，获取液氢罐的实时液位hi，比较hi与h1，其中，h1为液氢罐中液氢液位的下限值；

38、第四控制模块用于在hi>h1的情况下，控制第一三通阀连通供氢管路和液氢区，通过供氢管路向燃料电池供液氢；

39、第六获取模块用于在供氢过程中，获取气枕区的实时压力pi，并比较pi与p1，其中，p1为液氢流出液氢罐所需的最小压力；

40、第五控制模块用于在pi≤p1的情况下，控制第二三通阀连通增压管路和气枕区，通过增压管路向气枕区供氢气；

41、第六控制模块用于响应于燃料电池关闭指示信号，控制第一三通阀和第二三通阀关闭，供氢结束。

42、第五方面，本技术提供了一种车辆，包括如第一方面中任一技术方案的车载液氢系统。

43、第六方面，本技术提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第二方面的加氢控制方法和/或如上述第三方面的供氢控制方法。

44、第七方面，本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面的加氢控制方法和/或如上述第三方面的供氢控制方法。

45、第八方面，本技术提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现如上述第二方面的加氢控制方法和/或如上述第三方面的供氢控制方法。

46、第九方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面的加氢控制方法和/或如上述第三方面的供氢控制方法。

47、本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

48、通过设置缓冲罐和回收管路，在通过加氢管路加氢时可以控制第二三通阀连通气枕区和回收管路，将气枕区的氢气回收到缓冲罐中暂存，以降低气枕区的压力，从而提高加氢效率并且保证液氢罐中液氢的充满率。

49、进一步的，通过设置增压管路连接液氢罐的液氢区和气枕区，在气枕区的氢气压力不足时，通过增压管路将液氢区的部分液氢汽化加压输送至气枕区，以保证液氢罐在供氢过程中液氢供应的稳定性。

50、更进一步的，在液氢不足时可以通过回收管路回收气枕区的氢气供应给燃料电池，以提升燃料电池的续航，提高液氢的利用率。

51、再进一步的，通过设置液位传感器和第一压力传感器，通过控制实时获取液氢罐的液氢液位以及气枕区的压力，从而适时控制第一三通阀和第二三通阀连通各个管路，方便控制，有效利用气枕区的氢气对整个车载液氢系统进行调节以及氢气的再利用，降低能耗，有效提高燃料电池汽车的续航能力。

52、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。