DI-WEG
IN
H2
IN
H2
PURGE1
H2
PURGE2
24V蓄电池
图1 1号电堆模块系统图
1 / 13
2 / 13
WEXPT
FLT-D11
DI
RAD-D15 EMV-D13
HET-D14
FCSC
24V 蓄电池
9
FCM
H2 IN
WP-D12
FLT-DI17
FLT-D16
H2TKC
DI-WEG
OUT
DI-WEG IN
WP-DRV
系统控制器 氢气瓶组控制器
EV-H12
H2 PURGE1 H2 PURGE ：' AIR OUT
AIR IN
HV+ HV-
1号电堆模块
循环水泵 调速器 FAN-DRV
散热器风扇 调速器
图2车用1号电堆系统系统图
氢气瓶组
H2TK
SRV-H12
DC/DC
N2
HV-H11 HV-N11
+氢气排放口
MIX -A12
FLT-A11
空气排放口
空气进气口
■■去动力高
压配电箱
表1模块附件表:
表2车载系统附件表:
2.1 模块
冷却液与压缩空气热交换器
因冷却液的温度适应电堆要求，该热交换器的作用，一是压缩空
气温度过高时降温（起中冷器作用），二是压缩空气温度较低时加热。
考虑到要适应低温环境，最好采用。
氢气入口压力调整器
电堆的氢气入口压力调整，由PT-H3 EPV-H4 PT-H4组成，
通过程序采集压力和控制比例阀来实现。
为了控制准确和简单管
路，将PT-H2、EV-H2、PT-H3、EPV-H4、PT-H4 做到一个阀组（manifold ）上。
阳极压力保护
为防止氢气入口压力调整器失效，而使阳极产生高压毁坏电
堆。
采用安全阀SRV-H5保护。
外增湿器
外增湿器采用膜增湿器，用电堆的出口湿空气来增湿电堆得
入口干空气。
具体是否采用，要看电堆的需求。
氢气循环
氢气循环，一是使阳极的氢气的湿度均匀，二是加热入口的氢气。
氢气吹扫（排放）阀
氢气吹扫阀，是用1个还是在电堆氢气出口的2端各用1个。
要看电堆的阳极结构，因氢气回流后，多少会有一些液态水，若不能及时吹扫掉，会影响水平较低段的节电池性能，也不利于防冻处理。
电堆空气出口压力
电堆出口压力，采用电磁比例阀EPV-A6和电堆出口压力表
PT-A5形成回路来控制。
为防止憋压，比例阀为常开阀。
电堆高压输出正负极对结构接地（搭铁）绝缘电阻检测电堆高压输出正负极对结构接地的绝缘电阻小时，会危害电堆的安全。
在模块中需要加入检测单元。
绝缘电阻的要求，单节电池为1200欧，150 节为180 千欧。
电机调速器的电源
因空压机的功率一般大于1kW采用电堆的高压电源，在启动或停止的过程中需要外电源供电。
启动和停止时由预充电电源PS-HV6供电。
氢气循环泵，因功率一般小于500W且只在电堆工作时运行，采用外部24VDC单独供电。
节电池电压巡检单元
节电池电压巡检单元，与电堆的结构做到一起，自带
MPU ，
与模块控制器采用通讯联系（CAN和RS485。
这样会使检测电缆最短，提高可靠性和美观。
模块控制器
控制器的MCL选用飞思卡尔的MC9S12CE硬件和壳体，若
能采购满足要求的现成控制器，则采购；实验调试完成后，沿用
采购的或公司自主研发。
控制策略和软件编程，公司自主研发
2.2 车载系统
高压氢气瓶组
高压氢气瓶组，根据整车要求设置个数，每个氢气瓶都装有瓶口阀组合块。
瓶口阀组合块包括温度传感器、压力传感器、截止阀。
因数量比较多，一般专做1 个氢气瓶组控制器，用于现场采集温度压力信号和截止阀的控制。
氢气瓶组控制器与燃料电池系统控制器通过CAN总线通讯。
因高压氢气瓶组，属于特种行业，需要有资质的单位设计施工。
氢气气源的选择
电堆模块的氢气气源，设置2 个手动截止阀，一个接入氢气气源，一个接入氮气气源。
氮气气源不在现场布置，只是在温度低，需要长期停机或存贮时，将阳极的氢气置换成氮气。
氢气浓度传感变送器
氢气浓度传感变送器，用于检测空间氢气浓度，用于氢气泄漏报警，设置6 个。
布置在氢气可能泄漏的上方。
氢气气源安全阀
用于泄放气源地高压，出口接到空气排放口。
氢气气源隔离阀
是作为氢气气源地总开关，在出现氢气泄漏报警时，关闭该阀，用于截断氢气气源。
空气排放口混合器
该混合器，以空气回路为主通道，电堆氢气排放口混合接入此处，用流动的空气来稀释排放的氢气，该处安装一个氢气浓度传感器。
报警
时，关断氢气气源隔离阀。
空气进口过滤器
空气进口过滤器，需要双层过滤，外层为物理过滤，主要过滤微粒；内层为化学过滤器，主要过滤危害阴极触媒的化学成分。
并且压损要小于3kpag。
冷却回路
冷却回路采用散热水箱和补水膨胀水箱的结构。
采用电动三通比例阀构成2 个分支回路：冷启动加热和电堆小功率回路（内回路），电堆大功率散热器回路（外回路）。
水温控制执行元件有：EMV-D1、3FAN-DRV、WP-DR、VHEX-D14。
组合控制达到各种工况的温度要求。
FLT-D11、FLT-D16为网状物理过滤器，主要过滤颗粒物。
FLT-DI17 去离子过滤器，安装在微循环分支上，用于去除冷却液中的离子。
电机调速器电源冷却液循环水泵和散热器风扇电机调速器电源全部用外接
的24VDC蓄电池电源。
燃料电池系统控制器
控制器的MCL选用飞思卡尔的MC9S12C，硬件和壳体，若
能采购满足要求的现成控制器，则采购；实验调试完成后，沿用采购的或公司自主研发。
控制策略和软件编程，公司自主研发。
DC/DC
将DC/DC归入燃料电池系统，是因为电堆的工况跟DC/DC密切相关。
1.节点参数
节点参数是根据系统工艺正常工作和控制策略要求而提出3.1电堆参数
单节电池电特性参数（用于健康度、生命期评估）额定电流：ADC
终止电压：VDC
表2 电压VS电流
冷却流道参数
冷却液为去离子水或防冻液（50%V/V乙二醇）
最大入口压力：kPa （绝压）
最大出口温度：
最大出入口温差：
表3压损VS流量（去离子水）：
表4压损VS流量(防冻液)
表5温度VS电流
阳极(氢气)及阴极参数
工作温度范围：c
最大阳极和阴极连通后入口压力：kPa 最大阳极对阴极压力：kPa
表6最小阳极对阴极压力VS 电流
其它各项
表7各项VS电流
3.2氢气通道
气源压力范围：7.6-9.6 barg 3.3空气通道
入口最低压力：-3.0kpag
出口最大压力：3.0 kpag
3.4加湿器
最大总压损：10.0 kpa 3.5热交换器
需根据压缩空气的最大流量、最高温度、最低温度来确定水道阻力：
最大气道压损： 5.0 kpag。