CN101209680B - 一种燃料电池电动车的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池电动车的控制装置，包括燃料电池、开关元件、驱动电路、续流二极管、电动车电机，所述的燃料电池的正极连接开关元件的一端，所述的开关元件的另一端连接驱动电路，开关元件的第三端连接续流二极管的一端和电动车电机的一端，所述的电动车电机的另一端与续流二极管的另一端和燃料电池的负极连接。与现有技术相比，本发明具有高可靠、低损耗等优点。

Description

一种燃料电池电动车的控制装置 
技术领域
本发明涉及一种燃料电池，尤其涉及一种燃料电池电动车的控制装置。 
背景技术
燃料电池采用氢气为燃料，氧气为氧化物，其化学反应的副产品是水，无其它有害物质，是一种安全、可靠、清洁、环境友好的发电装置。随着燃料电池技术的完善，已在大到潜艇、汽车，小到手提电脑、手机上得到应用。 
随着燃料电池应用面的扩大，人们也越来越关心燃料电池在运行中的控制，如何以最简单的方法，最小的功耗、最小的部件体积来实施对电池的工作温度、气体湿度、过电压、电流的保护、效率等提出一系列的要求。特别是电动车由冷启动到超负载的运转过程中，电压、电流的变化较大。而由于燃料电池发电性能的特点，电压不稳，要使普通的电机能正常运转，必须通过DC-DC的稳压，才能使电机运转，这样在一个驱动过程中除了电动机及驱动本身的损耗，再加上DC-DC直流稳压装置的损耗，就产生两级损耗。因此，采用可靠、低损耗的控制装置是非常重要的。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高可靠、低损耗的燃料电池电动车的控制装置。 
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，包括燃料电池、开关元件、驱动电路、续流二极管、电动车电机，所述的燃料电池的正极连接开关元件的一端，所述的开关元件的另一端连接驱动电路，开关元件的第三端连接续流二极管的一端和电动车电机的一端，所述的电动车电机的另一端与续流二极管的另一端和燃料电池的负极连接。 
还包括控制电路，所述的燃料电池的正极连接开关元件和控制电路的一端，所述的控制电路的另一端连接驱动电路的一端，所述的驱动电路的另一端连接开关元件的另一端，所述的开关元件的第三端连接续流二极管的一端和电动车电机的一端，所述的电动车电机的另一端与续流二极管的另一端和燃料电池的负极连接。 
所述的燃料电池的输出与电动车电机内部的线圈构成串联。 
所述的驱动电路输出高电位时，开关元件导通，燃料电池的输出直接供给电动车的有刷电机并使其旋转。 
所述的驱动电路输出低电位时，开关元件截止，燃料电池停止向电动车的有刷电机供电，同时续流二极管续流，继续向电动车电机供电。 
所述的开关元件可以从正极调到负极。 
所述的控制电路在燃料电池输出低电压时可自动调整驱动电路输出脉宽，提高输出电压。 
本发明包括一个对燃料电池进行脉冲式取电的驱动电路，当驱动电路输出高电位时，开关元件导通，燃料电池输出直接供给电动车的有刷电机，使电极旋转。当驱动电路输出低电位时，开关元件截止，燃料电池停止向电动车的有刷电机供电。此时，由续流二极管DI续流，继续向电动车电机供电。燃料电池输出直接供给电动车的有刷电机，使电极旋转。此种控制装置改变一般燃料电池电动车采用燃料电池输出供给DC-DC转换电源，再由DC-DC转换输出到电机驱动器，在这样一个驱动过程中，产生两级损耗。同时，在控制电路中还有对燃料电池输出低电压时自动调整驱动电路输出脉宽，使输出电压有所提高，防止燃料电池因过载启动而造成损坏燃料电池的现象出现起到保护作用。采用此种方法对燃料电池电动车的控制和运行带来方便，降低了控制设备的费用，同时也减少对燃料电池系统的内耗，提高发电效率。 
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图； 
图2为本发明实施例2的结构示意图。 
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。 
实施例1 
如图1所示，将燃料电池1输出端正极端连接到脉宽调制控制器中开关元件2一端，开关元件2的另一端与电动车电机4连接，直接与电动车电机内部的线圈串联，当驱动电路5输出高电位时，开关元件2导通，燃料电池1的输出直接供电给电动车电机4，使电机旋转。驱动电路5输出低电位时，开关元件2截止，燃料电池1停止向电机输出电源，此时，一端连接开关元件，另一头连接燃料电池负极的续流二极管(DI)3，由于续流二极管续流，为电动车电机4继续提供电流，使得电机能继续旋转。一般的情况下，在刚启动时，电动车电机4的启动电流较大，但采用脉宽调制控制器其工作状态下，流过燃料电池的平均电流可控制在燃料电池的极限电流之内。 
实施例2 
如图2所示，将燃料电池1的正极端连接开关元件2和控制电路6，控制电路6另一端连接驱动电路5的一端，驱动电路的另一端连接开关元件。开关元件2的第三端连接续流二极管3的一端，并与电动车电机4连接通过。电动车电机4的另一端与续流二极管3与燃料电池1的负极连接。当燃料电池超载启动时，瞬间会产生很大的电流和很低的电压。此时，控制电路6对的工作电压进行采样，数据由控制电路进行分析、判断。当燃料电池输出的电压低于设定值时，控制电路将自动调整驱动电路输出脉宽，使燃料电池输出的电压予以调高，防止燃料电池的电压因过载而下降过大，造成燃料电池损坏。 

Claims (6)

1.一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，包括燃料电池、开关元件、驱动电路、续流二极管、电动车电机，所述的燃料电池的正极连接开关元件的一端，所述的开关元件的另一端连接驱动电路，开关元件的第三端连接续流二极管的一端和电动车电机的一端，所述的电动车电机的另一端与续流二极管的另一端和燃料电池的负极连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，还包括控制电路，所述的燃料电池的正极连接开关元件和控制电路的一端，所述的控制电路的另一端连接驱动电路的一端，所述的驱动电路的另一端连接开关元件的另一端，所述的开关元件的第三端连接续流二极管的一端和电动车电机的一端，所述的电动车电机的另一端与续流二极管的另一端和燃料电池的负极连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，所述的燃料电池的输出与电动车电机内部的线圈构成串联。
4.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，所述的驱动电路输出高电位时，开关元件导通，燃料电池的输出直接供给电动车的有刷电机并使其旋转。
5.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，所述的驱动电路输出低电位时，开关元件截止，燃料电池停止向电动车的有刷电机供电，同时续流二极管续流，继续向电动车电机供电。
6.根据权利要求2所述的一种燃料电池电动车的控制装置，其特征在于，所述的控制电路在燃料电池输出的电压低于设定值时可自动调整驱动电路输出脉宽，提高输出电压。
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