1.一种用于氢燃料电池汽车的节能式减压装置,其特征在于,包括,套筒(1),所述套筒(1)串接在氢气管路(2)上,且所述套筒(1)与所述氢气管路(2)之间密封连接;所述套筒(1)嵌设有导体线圈;
转子(3),所述转子(3)转动安装在所述套筒(1)内,所述转子(3)为圆筒状,所述转子(3)的内径不小于所述氢气管路(2)的内径;所述转子(3)上嵌设有永磁体(4);
螺旋叶片(5),所述螺旋叶片(5)安装在所述转子(3)的内孔内,且所述螺旋叶片(5)与所述转子(3)之间固定连接;
减压阀(6),所述减压阀(6)串接在所述氢气管路(2)上,且位于所述套筒(1)的下游;
连通孔(7),所述连通孔(7)的一端与所述套筒(1)上游的氢气管路(2)连通,所述连通孔(7)的另一端与所述减压阀(6)下游的氢气管路(2)连通;所述连通孔(7)穿过所述套筒(1);
控制阀(8),所述控制阀(8)安装在所述连通孔(7)上,用于控制所述连通孔(7)的导通与断开;
还包括支撑杆(9);
所述螺旋叶片(5)的圈数为1到3圈;
所述螺旋叶片(5)的外边沿与所述转子(3)的内壁固定连接;
所述螺旋叶片(5)的内边沿与所述支撑杆(9)的外周固定连接;
所述减压阀(6)包括壳体(61);
所述壳体(61)内为圆筒状;
所述壳体(61)的内壁上设有环形槽,形成一个两端分别与上下游所述氢气管路(2)连通的减压腔(62);并在所述减压腔(62)的两侧形成第一限位部(63)和第二限位部(64),所述第一限位部(63)和所述第二限位部(64)均为环形;所述第一限位部(63)位于所述减压腔(62)的上游,所述第二限位部(64)位于所述减压腔(62)的下游;
所述减压腔(62)内滑动设有减压活塞(65),所述减压活塞(65)的外周与所述减压腔(62)的内壁密封连接;
所述壳体(61)上设有减压孔(611),所述减压孔(611)的一端位于所述减压腔(62)的内壁上,所述减压孔(611)的另一端与位于所述第二限位部(64)的内孔的侧壁上;
所述减压腔(62)内还设有减压弹簧(621),所述减压弹簧(621)的一端与所述减压活塞(65)固定连接,所述减压弹簧(621)的另一端与所述第二限位部(64)固定连接;
所述减压活塞(65)上设有节流孔(651),所述节流孔(651)的截面积小于所述减压孔(611)的截面积;
所述减压孔(611)位于所述减压腔(62)的内壁上的一端具有条形开口(612),所述条形开口(612)的长度方向与所述套筒(1)的长度方向一致;所述减压孔(611)的各个截面的面积基本相等或所述减压孔(611)在所述条形开口(612)处的截面最小;
上述装置控制方法包括如下步骤:
获取氢罐内的氢气压力;
获取氢氧燃料电池在当前工况下需要的氢气压力、转子静止时经过所述转子的氢气所产生的压降、氢气质量流速、节流孔内的氢气密度和为转子与减压阀之间处的氢气压力;
判断所述氢罐内的氢气压力是否满足节能条件;
如果是,关闭所述控制阀,如果否,打开所述控制阀;
其中,所述节能条件为:
且,
其中,P罐为氢罐内的氢气压力,P需为氢氧燃料电池在当前工况下需要的氢气压力;ΔP转为转子静止时经过所述转子的氢气所产生的压降;C为常数;λ为氢气经过节流孔时的摩擦系数,L为节流孔的长度,WG为氢气质量流速,d为节流孔的直径;ρ为节流孔内的氢气密度;
Ls为减压活塞与第一限位部的距离;P中为转子与减压阀之间处的氢气压力;K为减压弹簧的弹性模量,S为减压活塞的截面积。
2.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池汽车的节能式减压装置,其特征在于,所述减压弹簧(621)的自然长度小于所述减压腔(62)的轴向尺寸与所述减压活塞(65)的轴向尺寸之差,且,自然状态下,所述减压活塞(65)位于所述减压孔(611)第一端的上游。
3.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池汽车的节能式减压装置,其特征在于,所述减压孔(611)的截面积不大于所述连通孔(7)截面积的四分之一。
4.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池汽车的节能式减压装置,其特征在于,还包括调节组件(10);
所述调节组件(10)包括第一磁环(101)和第二磁环(102);
所述第一磁环(101)固定安装在所述减压弹簧(621)上,且所述第一磁环(101)位于所述减压弹簧(621)的中部;
所述第二磁环(102)安装在所述壳体(61)的外周上,且所述第二磁环(102)与所述壳体(61)的外周螺纹连接;
所述第一磁环(101)的磁极沿所述第一磁环(101)的径向方向,所述第二磁环(102)的磁极沿第二磁环(102)的径向方向;
且,所述第一磁环(101)外壁侧的磁极与所述第二磁环(102)内壁侧的磁极相异。