一种供氢压力调节装置、方法及氢内燃机

本发明涉及氢内燃机，特别是一种供氢压力调节装置、方法及氢内燃机。

背景技术：

1、我国氢能开发和应用将进入发展快车道。氢能尤其是基于可再生能源的绿氢，被视为实现能源转型的重要路径。

2、目前，氢能利用形式一种是以氢燃料电池为主，燃料电池高效率、零排放的优势是发展方向的重点之一，但单位功率成本高。另一种利用形式是直接利用，例如以氢为燃料的内燃机，即氢内燃机。氢内燃机与传统内燃机类似，其中超过90％以上的零部件可以直接沿用。氢内燃机基于传统的内燃机技术和生产、维修体系，具有良好的生产、使用基础，可广泛带动传统发动机行业进行全面转型升级，充分利用现有资源。氢内燃机燃料适应性更强，氢气纯度要求低，单位功率成本低。

3、氢内燃机的运转需要尽可能的精确控制空燃比，即氢内燃机每循环的空气量和氢气量，控制器只能控制氢气喷嘴的开启和关闭时间，而气体燃料的内燃机应用的膜片式减压阀不能提供持续稳定的供氢压力，严重影响了氢内燃机对空燃比的精确控制。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的以上问题，本申请提供一种供氢压力调节装置、方法及氢内燃机，其能够减小氢气压力的波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

2、为达到上述目的，本申请第一方面提供一种供氢压力调节装置，包括：供氢管道，所述供氢管道具有第一连接口与第二连接口，所述第一连接口用于连接氢气储罐；氢气喷嘴，所述氢气喷嘴设置在所述第二连接口上，用于喷射氢气；工作阀，所述工作阀设置在所述第一连接口上，通过所述工作阀的打开与关闭，控制所述供氢管道与所述氢气储罐的连通与断开；控制器，所述控制器与所述氢气喷嘴、所述工作阀电连接，当所述氢气喷嘴打开喷射氢气时，所述控制器控制所述工作阀打开。

3、由上，通过在氢气喷嘴喷射氢气时控制工作阀打开，从而可以使供氢管道同时有氢气流入和氢气流出。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

4、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述控制器根据所述氢气喷嘴喷射氢气的占空比调节所述工作阀打开的占空比。

5、由上，通过使工作阀根据氢气喷嘴喷射氢气的占空比调节打开的占空比，从而可以使供氢管道中氢气流入的量与氢气流出的量相等。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

6、作为第一方面的一种可能的实现方式，还包括：传感器，所述传感器与所述控制器电连接，用于检测所述供氢管道内的压力。

7、由上，可以通过传感器检测供氢管道内的压力，从而可以对工作阀进行调节，以减小供氢管道内的压力波动。

8、作为第一方面的一种可能的实现方式，当所述传感器检测到的压力小于第一阈值时，所述控制器控制所述工作阀提高打开的占空比；当所述传感器检测到的压力大于第二阈值时，所述控制器控制所述工作阀降低打开的占空比。

9、由上，可以实时地对供氢管道内的压力进行调节，从而减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

10、作为第一方面的一种可能的实现方式，调节所述工作阀打开的占空比具体为，所述控制器调节所述工作阀打开的时长。

11、由上，通过调节工作阀打开的时长来调节打开的占空比，可以降低工作阀的控制压力。

12、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述第二连接口设置有多个。

13、由上，通过设置多个第二连接口，从而可以安装多个氢气喷嘴。

14、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述工作阀为电控压力调节阀。

15、由上，通过使用电控压力调节阀作为工作阀进行控制，可以降低控制难度，提高控制精度。

16、本申请第二方面提供一种供氢压力调节方法，应用于本申请第一方面中任一项所述的供氢压力调节装置，包括：获取第一信息，所述第一信息用于指示氢气喷嘴打开；当收到所述第一信息时，发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制工作阀打开。

17、由上，通过在氢气喷嘴喷射氢气时控制工作阀打开，从而可以使供氢管道同时有氢气流入和氢气流出。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

18、作为第二方面的一种可能的实现方式，还包括：获取第二信息，所述第二信息为所述氢气喷嘴打开喷射氢气的占空比；根据所述第二信息确定第三信息，所述第三信息为所述工作阀打开的占空比，所述第一控制指令还用于控制工作阀按照所述第三信息打开。

19、由上，通过使工作阀根据氢气喷嘴喷射氢气的占空比调节打开的占空比，从而可以使供氢管道中氢气流入的量与氢气流出的量相等。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

20、作为第二方面的一种可能的实现方式，还包括：获取第四信息，所述第四信息为供氢管道内的压力信息；根据所述第四信息对所述第三信息进行调节，当所述第四信息中压力小于第一阈值时，提高所述工作阀打开的占空比，当所述第四信息中压力大于第二阈值时，降低所述工作阀打开的占空比。

21、由上，通过使工作阀根据氢气喷嘴喷射氢气的占空比调节打开的占空比，从而可以使供氢管道中氢气流入的量与氢气流出的量相等。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

22、本申请第三方面提供一种氢内燃机，包括：氢气储罐；供氢压力调节装置，所述供氢压力调节装置为本申请第一方面中任一项所述的供氢压力调节装置，与所述氢气储罐连接。

23、由上，通过在氢气喷嘴喷射氢气时控制工作阀打开，从而可以使供氢管道同时有氢气流入和氢气流出。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

24、本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

技术特征：

1.一种供氢压力调节装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的供氢压力调节装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的供氢压力调节装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的供氢压力调节装置，其特征在于，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的供氢压力调节装置，其特征在于，调节所述工作阀打开的占空比具体为，所述控制器调节所述工作阀打开的时长。

6.根据权利要求1所述的供氢压力调节装置，其特征在于，所述第二连接口设置有多个。

7.一种供氢压力调节方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述的供氢压力调节装置，包括：

8.根据权利要求7所述的供氢压力调节方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的供氢压力调节方法，其特征在于，还包括：

10.一种氢内燃机，其特征在于，包括：

技术总结
一种供氢压力调节装置、方法及氢内燃机，包括：供氢管道，所述供氢管道具有第一连接口与第二连接口，所述第一连接口用于连接氢气储罐；氢气喷嘴，所述氢气喷嘴设置在所述第二连接口上，用于喷射氢气；工作阀，所述工作阀设置在所述第一连接口上，通过所述工作阀的打开与关闭，控制所述供氢管道与所述氢气储罐的连通与断开；控制器，控制器与氢气喷嘴、工作阀电连接，当所述氢气喷嘴打开喷射氢气时，控制器控制工作阀打开。由上，通过在氢气喷嘴喷射氢气时控制工作阀打开，从而可以使供氢管道同时有氢气流入和氢气流出。由此，可以减少供氢管道中压力的波动，进而减小氢气喷嘴喷射氢气时的压力波动，提高氢内燃机对空燃比的精确控制。

技术研发人员：马宁,孙柏刚,罗庆贺
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16