[实用新型]一种气体燃料电池系统及车辆

说明书

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池系统技术领域，特别涉及一种气体燃料电池系统及车辆。

背景技术

21世纪，随着经济社会的飞速发展和科学技术的进步，全球汽车产业得到迅速发展，由此引发的能源短缺和环境污染问题已经成为当今社会的两大突出问题。为寻求人类社会与汽车产业的可持续发展，电动汽车(electric vehile，EV)的开发利用越来越受到世界各国政府和汽车产业界的高度重视。燃料电池汽车是公认的可以同时解决能源和环境问题的绿色环保车，也被认为是电动汽车的最终选择，是今后汽车发展的主要方向之一。

燃料电池是一种能够将气体燃料及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。该装置的内部核心部件是膜电极(Membrance Electrode Assembly,MEA)，膜电极是一张质子交换膜，膜两面夹两张多孔性的可导电材料，如碳纸组成。在膜与碳纸的两边界面上含有均匀细小分散的引发电化学反应的催化剂，且膜电极两边可用导电物体将发生电化学反应过程中生成的电子，通过外电路引出，构成电流回路。

但是，目前公司氢燃料电池系统面临几大问题，寿命短、成本高、环境适用性差、故障率高、系统结构复杂等问题，这是行业目前的现状，制约了燃料电池技术的推广与应用。现各企业都在大力开发长寿命、低成本、低故障率的燃料电池系统，推动燃料电池系统的商用化运营。

目前国内氢燃料电池厂家都处于起步阶段，整体实际与技术整合能力不足，目前技术路线分为两种，一种是基于国产电堆进行系统集成，另一种是基于国外的电堆技术进行系统集成。由于燃料电池系统结构比较复杂，涉及面非常广，各零部件系统采用独立分布式控制器。如图1所示，燃料电池系统有氢系统控制器、燃料电池控制器、主DC/DC控制器、中压空压机控制器、各种阀类传感器辅助控制器、冷却水泵控制器和冷却风扇控制器共7个零部件控制器，与整车通信的有3个控制器，燃料电池控制器控制燃料电池工作的同时与其它四个零部件控制器通过通信控制零部件协同工作，增加了系统复杂度与成本，布置空间与维修空间需求较多，车间装配效率低，系统故障率比较高，可靠性不足，防护等级无法保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体燃料电池系统及车辆，用于解决现有技术中燃料电池系统的各设备布置空间较大、设备接线复杂造成系统可靠性低的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种气体燃料电池系统，包括多功能控制器，所述多功能控制器包括集成在芯片上的连接燃料电池的燃料电池系统控制模块接口、控制气体燃料供给与燃料系统安全的燃料系统控制模块接口及连接DC/DC变换器的DC/DC控制模块接口；还包括一个通信接口，所述通信接口用于与整车控制器连接。

进一步地，还包括集成在芯片上的连接空压机的空压机控制模块、连接阀及传感器的控制模块接口、连接冷却系统的冷却系统控制模块接口。

进一步地，所述冷却系统控制模块包括冷却水泵控制单元及冷却风扇控制单元。

进一步地，还包括用于连接动力电池的高压输入接口。

进一步地，还包括连接交流电源模块的接口和/或连接直流电源模块的接口。

本实用新型还提供了一种车辆，包括气体燃料电池系统、整车控制器及动力电池，所述气体燃料电池系统包括多功能控制器，所述多功能控制器包括集成在芯片上的连接燃料电池的燃料电池系统控制模块接口、控制气体燃料供给与燃料系统安全的燃料系统控制模块接口及连接DC/DC变换器的DC/DC控制模块接口；所述DC/DC控制模块接口通过DC/DC变换器与动力电池连接；还包括一个通信接口，所述通信接口与整车控制器连接。

进一步地，还包括集成在芯片上的连接空压机的空压机控制模块、连接阀及传感器的控制模块接口、连接冷却系统的冷却系统控制模块接口。

进一步地，所述冷却系统控制模块包括冷却水泵控制单元及冷却风扇控制单元。

进一步地，还包括高压输入接口，所述高压输入接口与动力电池连接。

进一步地，还包括壳体，所述多功能控制器设置在所述壳体内。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型将燃料电池系统控制模块、燃料系统控制模块及DC/DC控制模块集成于一个芯片上，节约了布置空间、降低了接线复杂度及成本，使装配效率提高，保证了整车可靠性。