一種充電式混氫動力汽車控制系統及控制方法技術方案

本發明專利技術涉及一種汽車控制系統及控制方法，屬于新能源汽車技術領域，具體涉及一種充電式混氫動力汽車控制系統及控制方法。本發明專利技術根據車輛行駛狀態計算出實時需要向發動機添加的氫氣預定量，根據所述氫氣預定量控制氫氣發生器向發動機輸送氫氣氣體，并且根據氫氣實際產量與氫氣預定產量之間的關系，實時調整發動機的燃角和噴油量。因此，本發明專利技術實現了在不改變現有汽車結構和燃料補充方式的情況下，可實現在相同動力條件下，減少污染排放并可降低油耗30％以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種汽車控制系統及控制方法，屬于新能源汽車
，具體涉及一種充電式混氫動力汽車控制系統及控制方法。
技術介紹
在全世界共同治理日益嚴重的大氣污染，減少對石化燃料依賴的大背景下，新能源汽車最近幾年成為了世界各國汽車生產領域中最主要發展的方向之一，各種最新款PHEV(PluginHybridElectricVehicle)，EV(ElectricVehicle)不斷大量推向市場。目前國際上新能源汽車的特征是增加或采用了包括電力能源和/或氫氣能源。電力能源汽車包括純電動車EV和不使用電網電源充電的，以燃油加電力的混合動力車HEV。可使用電網電源充電的PHEV采用傳統內燃機和電動機兩種動力分別或交替式直接驅動汽車，如寶馬X5PHEV，奧迪Q7E-TON以及三菱的OutlanderPHEV等。除了可以從公共充電樁充電外，將汽車在運行中制動，下坡等過程中產生的廢棄電能進行回收，對動力電池進行充電。除了電力能源汽車外，使用氫氣為能源的汽車近幾年已經開始走向市場，但還只在小型客車市場。如Mercedes-BenzB-ClassF-Cell，ChevroletEquinoxFuelCell,HondaFCXClarity,ToyotaMirai，Hyundaiix35FCEV等。以上不論哪種混動技術方式，都1必須改變現有車輛的驅動結構，而且也只能解決新生產的城市用中小型車輛和短途客貨運車輛的需要，沒有解決世界上污染嚴重的大、重型柴油長途汽車，輪船，以燃油式發動機為動力的工程機械，農用機械和正在使用中的上述運輸工具的節能減排的問題。通過給石油燃料發動機加氫，使內燃機以混氫的方式實現節能減排的理論和實踐已經在國際上得到證實，已有大量的論文，報告及專利發表，近20年來已經有各種不同類型，功能方式的產品在以不同的方式銷售和應用，早已成為公知的技術和產品。以電網電能，太陽能、風能或利用車輛尾氣熱能溫差發電為能源直接給動力電池充電并給氫氣發生器供電，同時將汽車在運行中怠速，制動，下坡等過程中產生的廢棄電能進行回收，對動力電池進行充電，解決大型和重型內燃式發動機的節能減排，特別使行駛在遠離城市和沒有充電樁的長途載重運輸車輛，輪船，工程機械和農用機械也可以成為新能源汽車技術的受益者。產氫的方式有多種，其中按需產氫HOD(HydrogenOnDemand)方式中的電解水氫氣發生器HG(HydrogenGenerator)的技術成熟，安全性高，設備簡單，成本低，多年來在世界上不同領域得到廣泛應用，特別適用于各種類型的石化燃料內燃發動機汽車，輪船，工程和農用機械等。但電解水制氫HOD方式有一個與其優點一樣明顯的缺點就是其耗能高。全世界以電解水制氫HOD的方式在車輛產氫的應用基本是以車輛自身發電機為能源。但由于電解水制氫HOD方式產氫所需的電能來自汽車發電機，在提高燃油的燃燒效率，增加動力，減少有害氣體排放的同時，其消耗的電能同樣在消耗燃油，按照能量守恒的定律，經過世界各國專家通過理論計算和實際測試證明，車載供電HOD方式的汽車只能實現減少HC,CO的污染廢氣排放作用，如果氫氣量與燃角(汽油車指點火角度，柴油車指噴油提前角)和噴油量配比不合適，不但不能減少油耗，反而可能比沒有加氫的油耗更高，并造成發動機溫度升高，NOx排放增加，甚至損壞發動機。此外，以石化為燃料的內燃發動機，在混氫后，由于HHO的特性，燃角快于純石化燃料，所以在混氫后，如果不修正燃角，必然出現爆震，損傷發動機。
技術實現思路
本專利技術主要是解決現有技術在產氫和混氫過程控制中節能效率低，耗能高和發動機因爆震而損傷、NoX污染排放增加的問題，提供了一種充電式混氫動力汽車控制系統及控制方法。該控制系統及方法可以保持現有活塞內燃式發動機驅動結構，按照目前國際上混合動力汽車PHEV的模式，以按需產氫HOD的方式，以動力電池為氫氣發生器的能源，給內燃發動機加氫，成為可充電式混氫動力汽車PHHEV(PluginHydrogenHybridElectricVehicle)。在使用現有汽車的加油站設施的基礎上，也可使用為新能源汽車設置的充電樁，使PHHEV成為PHEV新能源汽車的一種新的模式。為了解決上述問題，根據本專利技術的一個方面，提供了一種充電式混氫動力汽車控制系統，包括：混合動力控制器，用于根據車輛行駛狀態，計算出實時需要向發動機添加的氫氣預定量，根據所述氫氣預定量控制氫氣發生器向發動機輸送氫氣氣體，并且根據氫氣實際產量與氫氣預定產量之間的關系，實時向車輛發動機電腦ECU發送調整燃角和噴油量的參考數據。優化的，上述的一種充電式混氫動力汽車控制系統，所述混合動力控制器包括：氫氣緩沖供氣控制模塊，用于在車輛進入燃料突減時，將已經產生的氫氣氣體導入緩存罐暫存；并且在車輛需要燃料突然增加時，將緩存罐中暫存的氫氣氣體輸出至發動機。優化的，上述的一種充電式混氫動力汽車控制系統，所述混合動力控制器包括：動力電池狀態監測控制模塊，與動力電池相連，用于當監測到汽車發電機產生多余電能時，將多余電能存儲至動力電池中。優化的，上述的一種充電式混氫動力汽車控制系統，所述混合動力控制器與動力電池相連，所述動力電池與市電充電裝置、太陽能充電裝置、風力發電裝置、車輛尾氣熱能溫差發電機中的一個或多個相連。優化的，上述的一種充電式混氫動力汽車控制系統，所述混合動力控制器進一步包括：發動機狀態監測模塊，用于獲取發動機運行狀態，并根據預定的混氫比例計算所需氫氣的預設量；燃角監測及修正模塊，用于根據發動機的狀態以及氫氣實際產量和氫氣預定產量的關系計算出數據并傳送給車輛發動機電腦ECU，由車輛發動機電腦ECU調整燃角；油量監測及調整模塊，用于根據發動機的實時狀態計算出由于混氫和燃角修正后得到的動力增量的數據傳送給車輛發動機電腦ECU，由車輛發動機電腦ECU調整噴油量。為了解決上述問題，根據本專利技術的另一個方面，提供了一種充電式混氫動力汽車控制方法，包括：閉環控制步驟，用于根據車輛行駛狀態計算出實時需要向發動機添加的氫氣預定量，根據所述氫氣預定量控制氫氣發生器向發動機輸送氫氣氣體，并且根據氫氣實際產量與氫氣預定產量之間的關系，由車輛發動機電腦ECU實時調整發動機的燃角和噴油量。優化的，上述的一種充電式混氫動力汽車控制方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種充電式混氫動力汽車控制系統，其特征在于，包括：混合動力控制器(5)，用于根據車輛行駛狀態計算出實時需要向發動機添加的氫氣預定量，根據所述氫氣預定量控制氫氣發生器(1)向發動機輸送氫氣氣體，并且根據氫氣實際產量與氫氣預定產量之間的關系，實時向車輛發動機電腦ECU(19)發送調整燃角和噴油量的參考數據。

【技術特征摘要】
1.一種充電式混氫動力汽車控制系統，其特征在于，包括：
混合動力控制器(5)，用于根據車輛行駛狀態計算出實時需要向發動機
添加的氫氣預定量，根據所述氫氣預定量控制氫氣發生器(1)向發動機輸送
氫氣氣體，并且根據氫氣實際產量與氫氣預定產量之間的關系，實時向車輛
發動機電腦ECU(19)發送調整燃角和噴油量的參考數據。
2.根據權利要求1所述的一種充電式混氫動力汽車控制系統，其特征在
于，所述混合動力控制器(5)包括：
氫氣緩沖供氣控制模塊(105)，用于在車輛進入燃料突減時，將已經產
生的氫氣氣體導入緩存罐(13)暫存；并且在車輛需要燃料突然增加時，將
緩存罐(13)中暫存的氫氣氣體輸出至發動機(15)。
3.根據權利要求1所述的一種充電式混氫動力汽車控制系統，其特征在
于，所述混合動力控制器進一步包括：
發動機狀態監測模塊(100)，用于獲取發動機運行狀態，并根據預定的
混氫比例計算所需氫氣的預設量；
燃角監測及修正模塊(101)，用于根據發動機的狀態以及氫氣實際產量
和氫氣預定產量的關系計算出數據并傳送給車輛發動機電腦ECU(19)，由車
輛發動機電腦ECU(19)調整燃角；
油量監測及調整模塊(102)，用于根據發動機的實時狀態計算出由于混
氫和燃角修正后得到的動力增量數據并傳送給車輛發動機電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李炎，叢培軍，
申請(專利權)人：李炎，
類型：發明
國別省市：北京;11