本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車燃料回收方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們出行的方式更新?lián)Q代。由此帶來的全球性的能源危機(jī)以及溫室效應(yīng)問題也日益嚴(yán)峻。為了解決這些問題，保證人類社會的可持續(xù)發(fā)展，新能源動力逐漸走上歷史舞臺。電動汽車由于在行駛過程中沒有任何排放，被視為一種較為理想的替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的新型動力源。

由于質(zhì)子交換膜氫燃料電池在使用過程中只有反應(yīng)生成的水和沒參與反應(yīng)的空氣以及微量未反應(yīng)的氫氣排出，沒有任何溫室效應(yīng)氣體排放，同時氫氣的制備又相對簡單，原料普遍，由水或天然氣等制備，是一種理想的未來能源。因此，目前商用的燃料電動汽車普遍采用氫氣作為燃料，現(xiàn)有技術(shù)中，存儲氫氣的設(shè)備主要采用高壓氣罐，在使用的時候，通過減壓閥，調(diào)整氣體壓力，再通過噴氣系統(tǒng)，將氫氣噴入燃料電池中參與反應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)中這種采用高壓氣罐存儲氫氣方法存在以下缺陷：當(dāng)氣罐氣體壓力小于工作壓力時，氣罐中的剩余氣體無法被用于反應(yīng)，造成氫氣燃料的浪費(fèi)，不利于節(jié)約環(huán)保。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)氣罐中剩余的氫氣無法利用的不足，提供一種電動汽車燃料回收方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種電動汽車燃料回收方法，包括：

氣體壓力監(jiān)測步驟，包括：監(jiān)測電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力；

工作模式切換步驟，包括：當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，打開與所述氣罐連接的氣泵的旁通閥，使所述氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)入所述氣泵的出口，為與所述氣泵連接的燃料電池供電。

進(jìn)一步的，所述工作模式切換步驟還包括：

監(jiān)測所述氣泵出口的氣體壓力，當(dāng)所述氣泵出口的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力時，關(guān)閉所述旁通閥，切換所述電動汽車的蓄電池為所述氣泵的電機(jī)充電，所述第二氣體壓力小于所述第一氣體壓力。

進(jìn)一步的，所述預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力為連接所述氣罐的管路的氣阻壓力、連接所述燃料電池的氣體噴嘴的開啟壓力和所述氣泵的氣阻壓力之和，所述預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力為所述氣體噴嘴的開啟壓力和所述管路的氣阻壓力之和。

更進(jìn)一步的，所述工作模式切換步驟還包括：

當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力大于所述預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，切換所述電機(jī)為所述蓄電池充電。

本發(fā)明提供一種電動汽車燃料回收裝置，包括：

氣體壓力監(jiān)測模塊，用于監(jiān)測所述電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力；

工作模式切換模塊，用于當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，打開與所述氣罐連接的氣泵的旁通閥，使所述氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)入所述氣泵的出口，為與所述氣泵連接的燃料電池供電。

進(jìn)一步的，所述工作模式切換模塊還用于：

監(jiān)測所述氣泵出口的氣體壓力，當(dāng)所述氣泵出口的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力時，關(guān)閉所述旁通閥，切換所述電動汽車的蓄電池為所述氣泵的電機(jī)充電，所述第二氣體壓力小于所述第一氣體壓力。

進(jìn)一步的，所述預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力為連接所述氣罐的管路的氣阻壓力、連接所述燃料電池的氣體噴嘴的開啟壓力和所述氣泵的氣阻壓力之和，所述預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力為所述氣體噴嘴的開啟壓力和所述管路的氣阻壓力之和。

更進(jìn)一步的，所述工作模式切換模塊還用于：

當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力大于所述預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，切換所述電機(jī)為所述蓄電池充電。

本發(fā)明提供一種電動汽車燃料回收系統(tǒng)，包括氫氣存儲器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、氣泵、蓄電池、控制器、單向閥和燃料電池，所述氣泵包括電機(jī)和旁通閥，所述氫氣存儲器的第一輸出端與所述第一壓力傳感器的輸入端連接，所述第一壓力傳感器的輸出端與所述控制器的第一輸入端連接，所述氫氣存儲器的第二輸出端與所述氣泵的輸入端連接，所述氣泵的輸出端與所述第二壓力傳感器的輸入端連接，所述第二壓力傳感器的第一輸出端與所述單向閥的輸入端連接，所述第二壓力傳感器的第二輸出端與所述控制器的第二輸入端連接，所述單向閥的輸出端與所述燃料電池的輸入端連接，所述控制器的第一輸出端與所述蓄電池的輸入端連接，所述控制器的第二輸出端與所述電機(jī)的第一輸入端連接，所述控制器的第三輸出端與所述旁通閥的輸入端連接，所述蓄電池的輸出端與所述電機(jī)的第二輸入端連接。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)包括磁性轉(zhuǎn)子和定子線圈，所述氣泵還包括殼體、葉片、軸承和控制電路，所述葉片、所述軸承和所述磁性轉(zhuǎn)子固定在所述殼體內(nèi)，所述定子線圈和所述控制電路固定在所述殼體外。

采用上述技術(shù)方案后，具有如下有益效果：監(jiān)測電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力，當(dāng)氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，此時由于氣罐內(nèi)剩余的氣體壓力接近氣泵后的氣壓，做功能力下降，無法進(jìn)入氣泵，通過打開氣泵的旁通閥，使氣罐內(nèi)的剩余氣體繞過氣泵通過旁通閥直接進(jìn)入到氣泵出口，保證電動汽車在緊急情況下通過剩余氣體還能繼續(xù)行駛一段距離，充分利用燃料，節(jié)約環(huán)保。

附圖說明

參見附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。應(yīng)當(dāng)理解：這些附圖僅僅用于說明的目的，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：

圖1為本發(fā)明一種電動汽車燃料回收方法的工作流程圖；

圖2為本發(fā)明最佳實(shí)施例的工作流程圖；

圖3為本發(fā)明一種電動汽車燃料回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種電動汽車燃料回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可相互替換的多種結(jié)構(gòu)方式以及實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或視為對發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。

在本說明書中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、頂部、底部等方位用語是相對于各附圖中所示的構(gòu)造進(jìn)行定義的，它們是相對的概念，因此有可能會根據(jù)其所處不同位置、不同使用狀態(tài)而進(jìn)行相應(yīng)地變化。所以，也不應(yīng)當(dāng)將這些或者其他的方位用語解釋為限制性用語。

如圖1所示為本發(fā)明一種電動汽車燃料回收方法的工作流程圖，包括：

步驟S101：監(jiān)測電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力；

步驟S102：當(dāng)氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，打開與氣罐連接的氣泵的旁通閥，使氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)入氣泵的出口，為與氣泵連接的燃料電池供電。

步驟S101中，通過壓力傳感器監(jiān)測電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力，將氣罐內(nèi)的氣體壓力與預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力進(jìn)行判斷，當(dāng)氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，執(zhí)行步驟S102，此時氣體做功能力下降，為了克服管路氣阻，保障正常供氣，打開氣泵的旁通閥，使氣罐內(nèi)剩余的氣體進(jìn)入氣泵的出口，為燃料電池供電，使得燃料電池為電動汽車的車輪提供動力輸出。在實(shí)際操作過程當(dāng)中，預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力為連接氣罐的管路的氣阻壓力、連接燃料電池的氣體噴嘴的開啟壓力和氣泵的氣阻壓力之和，比如某燃料電池的工作壓力為3bar，氫氣噴嘴開啟最小壓力為3bar，氫氣管路氣阻為30KPa，氣泵的氣阻為100KPa，則第一氣體壓力為3.13bar。

在其中一個實(shí)施例中，步驟S102還包括：

監(jiān)測所述氣泵出口的氣體壓力，當(dāng)所述氣泵出口的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力時，關(guān)閉所述旁通閥，切換所述蓄電池為所述電機(jī)充電，第二氣體壓力小于所述第一氣體壓力。

本實(shí)施例通過在氣泵出口設(shè)置壓力傳感器，實(shí)時監(jiān)測氣泵出口的氣體壓力，將氣泵出口的氣體壓力與預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力進(jìn)行判斷，當(dāng)氣泵出口的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力時，關(guān)閉旁通閥，并控制蓄電池繼續(xù)為電機(jī)充電。在實(shí)際操作過程當(dāng)中，預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力為氣體噴嘴的開啟壓力和管路的氣阻壓力之和。通過本實(shí)施例可以防止氣體倒流，從而充分利用氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)行做功。

在其中一個實(shí)施中，步驟S102還包括：

當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力大于所述預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，切換所述電機(jī)為所述蓄電池充電。

本實(shí)施例中，通過壓力傳感器監(jiān)測氣罐內(nèi)的氣體壓力，將氣罐內(nèi)的氣體壓力與預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力進(jìn)行判斷，當(dāng)氣罐內(nèi)的氣體壓力大于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)換為電機(jī)葉片動能帶動電機(jī)發(fā)電，控制電機(jī)為蓄電池充電，從而保證蓄電池電量充足。

如圖2所示為本發(fā)明最佳實(shí)施例的工作流程圖，包括：

步驟S201：監(jiān)測電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力；

步驟S202：判斷氣罐內(nèi)的氣體壓力是否大于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力；

步驟S203：切換電機(jī)為蓄電池充電；

步驟S204：打開氣泵的旁通閥，使氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)入所述氣泵出口，為燃料電池供電；

步驟S205：監(jiān)測氣泵出口的氣體壓力；

步驟S206：判斷氣泵出口的氣體壓力是否大于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力；

步驟S207：關(guān)閉旁通閥，切換蓄電池為電機(jī)充電。

在步驟S202中，將氣罐內(nèi)的氣體壓力與預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力進(jìn)行判斷，當(dāng)氣罐內(nèi)的氣體壓力大于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，執(zhí)行步驟S203，否則執(zhí)行步驟S204，打開氣泵的旁通閥，使氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)入氣泵出口，為燃料電池供電，使得燃料電池為電動汽車的車輪提供動力輸出，帶動電機(jī)葉片泵氣加壓，使氣罐內(nèi)的氣體泵入燃料電池，并執(zhí)行步驟S205，同時將氣泵出口的氣體壓力與預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力進(jìn)行判斷，當(dāng)氣泵出口的氣體壓力大于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力時，執(zhí)行步驟S205，否則執(zhí)行步驟S207，關(guān)閉旁通閥，控制蓄電池為電機(jī)充電。在實(shí)際操作過程當(dāng)中，預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力為連接氣罐的管路的氣阻壓力、連接燃料電池的氣體噴嘴的開啟壓力和氣泵的氣阻壓力之和，預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力為氣體噴嘴的開啟壓力和管路的氣阻壓力之和，比如某燃料電池的工作壓力為3bar，氫氣噴嘴開啟最小壓力為3bar，氫氣管路氣阻為30KPa，氣泵的氣阻為100KPa，則第一氣體壓力為3.13bar。

如圖3所示為本發(fā)明一種電動汽車燃料回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

氣體壓力監(jiān)測模塊31，用于監(jiān)測電動汽車氣罐內(nèi)的氣體壓力；

工作模式切換模塊32，用于當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，打開與氣罐連接的氣泵的旁通閥，使所述氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)入所述氣泵的出口，為與氣泵連接的燃料電池供電。

在其中一個實(shí)施例中，工作模式切換模塊32還用于：

監(jiān)測所述氣泵出口的氣體壓力，當(dāng)所述氣泵出口的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力時，關(guān)閉所述旁通閥，切換所述電動汽車的蓄電池為所述氣泵的電機(jī)充電，第二氣體壓力小于所述第一氣體壓力。

在其中一個實(shí)施例中，工作模式切換模塊32還用于：

當(dāng)所述氣罐內(nèi)的氣體壓力大于所述預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，切換所述電機(jī)為所述蓄電池充電。

在實(shí)際操作過程當(dāng)中，預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力為連接氣罐的管路的氣阻壓力、連接燃料電池的氣體噴嘴的開啟壓力和氣泵的氣阻壓力之和，預(yù)先設(shè)置的第二氣體壓力為氣體噴嘴的開啟壓力和管路的氣阻壓力之和，比如某燃料電池的工作壓力為3bar，氫氣噴嘴開啟最小壓力為3bar，氫氣管路氣阻為30KPa，氣泵的氣阻為100KPa，則第一氣體壓力為3.13bar。

如圖4所示為本發(fā)明一種電動汽車燃料回收系統(tǒng)，包括氫氣存儲器41、第一壓力傳感器42、第二壓力傳感器43、氣泵44、蓄電池45、控制器46、單向閥47和燃料電池48，所述氣泵44包括電機(jī)441和旁通閥442，所述氫氣存儲器41的第一輸出端與所述第一壓力傳感器42的輸入端連接，所述第一壓力傳感器42的輸出端與所述控制器46的第一輸入端連接，所述氫氣存儲器41的第二輸出端與所述氣泵44的輸入端連接，所述氣泵44的輸出端與所述第二壓力傳感器43的輸入端連接，所述第二壓力傳感器43的第一輸出端與所述單向閥47的輸入端連接，所述第二壓力傳感器43的第二輸出端與所述控制器46的第二輸入端連接，所述單向閥47的輸出端與所述燃料電池48的輸入端連接，所述控制器46的第一輸出端與所述蓄電池45的輸入端連接，所述控制器46的第二輸出端與所述電機(jī)441的第一輸入端連接，所述控制器46的第三輸出端與所述旁通閥442的輸入端連接，所述蓄電池45的輸出端與所述電機(jī)441的第二輸入端連接。

本實(shí)施例中，通過第一壓力傳感器42監(jiān)測氫氣存儲器41內(nèi)的氣體壓力，并將監(jiān)測到的氣體壓力傳輸至控制器46內(nèi)，控制器46通過將氫氣存儲器41內(nèi)的氣體壓力與連接氣罐的管路的氣阻壓力、連接燃料電池的氣體噴嘴的開啟壓力和氣泵的氣阻壓力之和進(jìn)行比較，當(dāng)氫氣存儲器41內(nèi)的氣體壓力大于管路的氣阻壓力、氣體噴嘴的開啟壓力和氣泵的氣阻壓力之和時，控制器46控制電機(jī)441對蓄電池45進(jìn)行充電，進(jìn)入充電模塊；當(dāng)氫氣存儲器41內(nèi)的氣體壓力小于管路的氣阻壓力、氣體噴嘴的開啟壓力和氣泵的氣阻壓力之和時，打開氣泵44的旁通閥442，使氫氣存儲器41內(nèi)剩余的氫氣進(jìn)入氣泵44出口，通過單向閥47進(jìn)入燃料電池48內(nèi)，為燃料電池48供電，同時第二壓力傳感器43實(shí)時監(jiān)測氣泵44出口的氣體壓力，當(dāng)氣泵44出口的氣體壓力小于氣體噴嘴的開啟壓力和管路的氣阻壓力時，關(guān)閉旁通閥442，防止氫氣倒流，控制器46控制蓄電池45對電機(jī)441進(jìn)行充電，使得電動汽車能持續(xù)工作，充分利用燃料，節(jié)約環(huán)保。

在其中一個實(shí)施中，氣泵44的結(jié)構(gòu)屬于特殊設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，所述電機(jī)441包括磁性轉(zhuǎn)子4411和定子線圈4412，所述氣泵44還包括殼體443、葉片444、軸承445和控制電路446，所述葉片444、所述軸承445和所述磁性轉(zhuǎn)子4411固定在所述殼體443內(nèi)，所述定子線圈4412和所述控制電路446固定在所述殼體443外。

本實(shí)施例中，通過這種特殊設(shè)計的氣泵可以將氣泵和電機(jī)集成在一起，保證管路氣密性。

綜上所述，監(jiān)測氣罐內(nèi)的氣體壓力，當(dāng)氣罐內(nèi)的氣體壓力小于預(yù)先設(shè)置的第一氣體壓力時，此時由于氣罐內(nèi)剩余的氣體壓力接近氣泵后的氣壓，做功能力下降，無法進(jìn)入氣泵，通過打開氣泵的旁通閥，使氣罐內(nèi)的剩余氣體繞過氣泵通過旁通閥直接進(jìn)入到氣泵出口，當(dāng)監(jiān)測到氣泵出口的氣體壓力小于氣體噴嘴的開啟壓力和管路的氣阻之和時，關(guān)閉旁通閥，防止氣體倒流，保證管路的氣密性，使電動汽車在緊急情況下通過剩余氣體還能繼續(xù)行駛一段距離，充分利用燃料，節(jié)約環(huán)保。

以上所述的僅是本發(fā)明的原理和較佳的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，還可以做出若干其它變型，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。