一种基于液压泵和回收制动能量的氢气加压装置及控制方法与流程

技术特征：
1.一种基于液压泵和回收制动能量的氢气加压装置，其特征在于：包括高压柴油油路(p1)，其上依次有第一单向阀(6)、斜盘泵(7)、第二单向阀(8)；泄油油路(p2)，其上依次有第一减压阀(10)、泄油阀(11)；供氢管路(p3)，其上依次有第三单向阀(15)、氢气缓冲槽(16)、第二减压阀(18)、氢气流量传感器(19)、阻燃阀(20)、高压氢气直喷喷嘴(21)；输送氢气管路(p4)，其上依次有滞流阀(25)、第四单向阀(26)、第三减压阀(27)；还包括有车轮(1)、车轮轴(2)、主减速器(3)、变速器(4)、变速轴(5)、柴油油箱(9)、柴油压力传感器(12)、隔膜式蓄能器(13)、第一氢气压力传感器(14)、第二氢气压力传感器(17)、缸内直喷氢内燃机(22)、低压氢罐(23)、第三氢气压力传感器(24)、电控单元ecu(28)；所述电控单元ecu(28)与柴油压力传感器(12)相连接并获得柴油压力信号a；所述电控单元ecu(28)与泄油阀(11)相连接并通过泄油阀信号b控制泄油阀的开闭；所述电控单元ecu(28)与第一氢气压力传感器(14)相连接并获得第一氢气压力信号c；所述电控单元ecu(28)与第二氢气压力传感器(17)相连接并获得第二氢气压力信号d；所述电控单元ecu(28)与滞流阀(25)相连接并通过滞流阀信号e控制滞流阀的开闭；所述电控单元ecu(28)与氢气流量传感器(19)相连接并获得氢气流量信号f；所述电控单元ecu(28)与第三氢气压力传感器(24)相连接并获得第三氢气压力信号g；所述电控单元ecu(28)与高压氢气直喷喷嘴(21)相连接并通过氢气喷射信号h控制高压氢气直喷喷嘴的开闭；所述电控单元ecu(28)与缸内直喷氢内燃机(22)相连接并获得缸内直喷氢内燃机所需氢气量信号i。2.应用如权利要求1所述的一种基于液压泵和回收制动能量的氢气加压装置的方法，其特征在于：低压氢罐(23)的内部储氢压力小于等于15mpa，所述高压氢气直喷喷嘴(21)最大可以提供30mpa的喷射压力；高压氢气缓冲槽(16)储存有35mpa以上的氢气，由供氢管路(p3)依次经过第二减压阀(18)、氢气流量传感器(19)、阻燃阀(20)进入高压氢气直喷喷嘴(21)，电控单元ecu(28)通过氢气喷射信号h控制高压氢气直喷喷嘴(21)的开闭为缸内直喷氢内燃机(22)供氢，电控单元ecu(28)通过泄油阀信号b控制泄油阀(11)处于开启状态；电控单元ecu(28)通过第二氢气压力信号d监测高压氢气缓冲槽(16)内部的氢气压力，当高压氢气缓冲槽(16)内部的氢气压力低于30mpa时，电控单元ecu(28)通过滞流阀信号e控制滞流阀(25)处于开启状态，低压氢罐(23)储存的氢气由输送氢气管路(p4)依次经过滞流阀(25)、第四单向阀(26)、第三减压阀(27)进入隔膜式蓄能器(13)右部腔室；电控单元ecu(28)通过第三氢气压力信号g监测低压氢罐(23)内部的氢气压力，当低压氢罐(23)内部的氢气压力为零时，电控单元ecu(28)通过滞流阀信号e控制滞流阀(25)处于闭合状态；电控单元ecu(28)通过泄油阀信号b控制泄油阀(11)处于关闭状态，变速轴(5)与斜盘泵(7)相连接，车轮(1)产生的制动能量依次经过车轮轴(2)、主减速器(3)、变速器(4)、变速轴(5)，由变速轴(5)带动斜盘泵(7)抽取柴油油箱(9)中的柴油；柴油由高压柴油油路(p1)依次经过第一单向阀(6)、斜盘泵(7)、第二单向阀(8)进入隔膜式蓄能器(13)左部腔室，高压柴油持续进入隔膜式蓄能器(13)左部腔室推动中间隔膜不断向右推进并将隔膜式蓄能器(13)右部腔室中的氢气加压至35mpa，氢气加压至35mpa后由供氢管路(p3)冲开阻隔压力为35mpa的第三单向阀(15)进入高压氢
气缓冲槽(16)，电控单元ecu(28)通过第二氢气压力信号d监测高压氢气缓冲槽(16)中的氢气压力；电控单元ecu(28)通过第一氢气压力信号c监测隔膜式蓄能器(13)右部腔室的氢气压力，当隔膜式蓄能器(13)右部腔室的氢气压力为零时，电控单元ecu(28)通过泄油阀信号b控制泄油阀(11)开启，高压柴油由泄油油路(p2)依次经过泄油阀(11)、减压阀(10)进入柴油油箱(9)。

技术总结
本发明提出了一种基于液压泵和回收制动能量的氢气加压装置及其控制方法。本发明针对低压氢罐无法为缸内直喷氢内燃机供给高压氢气的难题和高压氢气缓冲槽的供氢续航问题；当高压氢气缓冲槽的剩余氢气压力低于缸内直喷氢内燃机所需的供氢压力时，将低压氢罐储存的氢气引入隔膜式蓄能器，通过隔膜式蓄能器将低压氢罐储存的氢气加压至缸内直喷氢内燃机所需的供氢压力；加压后的氢气推开单向阀进入高压氢气缓冲槽，通过高压氢气缓冲槽为缸内直喷氢内燃机供给高压氢气，实现了低压氢罐为缸内直喷氢内燃机供给高压氢气，确保了高压氢气缓冲槽的供氢续航。本发明通过电控单元的控制实现了基于液压泵和回收制动能量的氢气加压装置系统的稳定运行。置系统的稳定运行。置系统的稳定运行。


技术研发人员：纪常伟 洪琛 汪硕峰 杨金鑫 辛固 孟昊 常珂
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/3/18