CN106515486B - 一种动力控制系统及具有该系统的储能车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力控制系统，包括主燃料箱、用于为燃料电池系统供给燃料的副燃料箱、连接于主燃料箱和副燃料箱之间的燃料泵，燃料泵与车辆的控制系统总成连接；主燃料箱设置有主燃料箱液位检测器，副燃料箱设置有副燃料箱液位检测器，主燃料箱液位检测器和副燃料箱液位检测器均与控制系统总成连接，控制系统总成与用于输出液位信息的提示装置连接，控制系统总成能够根据副燃料箱的液位状态控制燃料泵。本发明还公开了一种动力控制系统。本发明所提供的动力控制系统可以实现对车辆的供电保持基本稳定，并避免车辆频繁进入车站进行充能，不仅节省了储能车辆的充电时间，还提升了储能车辆的使用便捷性。

Description

一种动力控制系统及具有该系统的储能车辆

技术领域

本发明涉及无轨和轨道交通车辆技术领域，更具体地说，涉及一种动力控制系统，此外，本发明还涉及一种包括上述动力控制系统的储能车辆。

背景技术

目前的城市公交车辆通常为燃油公交车、纯电动车或燃料电池新能源公交车。为保证公交车辆一次性加注燃料后能保证车辆一天的运营，燃料箱体容积要求约为300L，同时由于燃料箱的布置还需考虑加注的便利性，而且根据燃料电池系统的设计要求，燃料电池系统与燃料箱之间的高度差控制在正负1米左右，长度距离不大于5米，以便保证燃料电池系统在工作过程中，燃料能够得到及时和有效的供应，维持系统持续运行。

然而，受制于车辆设备安装空间的限制，现有技术中车辆底部或车辆尾箱无法布置较大的燃料电池系统和燃料箱，造成电池系统的布置困难和设计缺陷。

综上所述，如何使车辆便于进行燃料供给且单次补能后运营里程长，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种动力控制系统，该动力控制系统可以避免频繁充能，同时还能提升了储能车辆的使用便捷性。本发明的另一目的是提供一种包括上述动力控制系统的储能车辆。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动力控制系统，包括主燃料箱、用于为燃料电池系统供给燃料的副燃料箱、连接于所述主燃料箱和所述副燃料箱之间的燃料泵，所述燃料泵与车辆的控制系统总成连接；

所述主燃料箱设置有主燃料箱液位检测器，所述副燃料箱设置有副燃料箱液位检测器，所述主燃料箱液位检测器和所述副燃料箱液位检测器均与所述控制系统总成连接，所述控制系统总成与用于输出液位信息的提示装置连接，所述控制系统总成能够根据所述主燃料箱和所述副燃料箱的液位状态控制所述燃料泵。

优选地，所述提示装置包括显示器和报警装置；所述显示器用于显示所述主燃料箱内液位对应的液位量，所述报警装置用于当所述主燃料箱液位检测器检测到低液位时进行报警。

优选地，所述副燃料箱液位检测器为包括高液位检测传感器和低液位检测传感器的节点检测传感器；所述高液位检测传感器仅在检测到高于预设最大液位的高液位时输出高电平，所述低液位检测传感器仅在检测到低于预设最小液位的低液位时输出高电平；

所述高液位检测传感器和所述低液位检测传感器均与所述显示器连接，所述显示器能够根据所述高液位检测传感器和所述低液位检测传感器各自的电平状态显示副燃料当前液位状态。

优选地，所述主燃料箱液位检测器上设置有启停开关；

当所述低液位检测传感器为高电平、且所述主燃料箱液位检测器输出电压大于所述主燃料箱加满时对应电压值的1/5时，所述启停开关向所述控制系统总成发出控制燃料泵启动的允许信号；

当所述高液位检测传感器为高电平、或所述主燃料箱液位检测器输出电压小于等于所述主燃料箱加满时对应电压值的1/5时，所述启停开关向所述控制系统总成发出控制燃料泵停止的信号。

优选地，所述控制系统总成包括：

用于限定所述燃料泵单次工作时间的计时器，所述计时器与所述燃料泵连接；

强制停止装置，所述强制停止装置用于在所述燃料泵工作时长超过所述计时器规定时间且所述高液位检测传感器为低电平时，强制停止所述燃料泵工作，所述强制停止装置与所述燃料泵连接。

优选地，所述控制系统总成包括车辆状态检测装置；

当所述车辆状态检测装置检测到车辆处于启动状态，且所述副燃料箱低液位检测传感器为低电平时，所述控制系统总成控制所述燃料电池开始工作；同时在显示器上显示车辆启动成功标识。

当所述车辆状态检测装置检测到车辆处于启动状态，且所述副燃料箱低液位检测传感器为高电平时，所述控制系统总成控制所述燃料电池停止工作。同时在显示器上显示车辆启动失败标识。

优选地，所述主燃料箱包括主箱体，所述主箱体上设置有用于与车辆供油口连接的加注口、用于连接所述燃料泵的泵送口和用于设置所述主燃料箱液位检测器的主箱体检测口。

优选地，所述副燃料箱包括副箱体，所述副箱体上设置有用于与所述燃料泵的输出端连接的加注口、用于与燃料电池系统连接的供应口和用于设置所述副燃料箱液位检测器的副箱体检测口。

一种储能车辆，包括车体和动力控制系统，所述动力控制系统为上述任意一项所述的动力控制系统。

本发明所提供的动力控制系统中，控制系统总成可以根据主燃料箱液位检测器和副燃料箱液位检测器对设置在主燃料箱和副燃料箱之间的燃料泵进行控制，以便控制副燃料箱内的燃料量，使得燃料电池系统的燃料获得量基本稳定，燃料电池系统可以为驱动系统或车辆上的其他用电设备提供电能。本发明所提供的储能车辆通过设置为燃料电池系统提供燃料的主燃料箱、副燃料箱，并通过控制系统总成控制副燃料箱的燃料量，可以实现对车辆的供电保持基本稳定，并避免车辆频繁进入车站进行充能，不仅节省了储能车辆的充电时间，还提升了储能车辆的使用便捷性。本发明还提供了一种包括上述动力控制系统的储能车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种储能电车的具体实施例的剖视图；

图2为本发明所提供的一种动力控制系统的具体实施例的系统结构图。

图1-2中，附图标记为：

1为主燃料箱、2为燃料导管、3为燃料泵、4为副燃料箱、5为燃料电池系统、6为储能系统、7为控制系统总成、8为显示器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种动力控制系统，该动力控制系统可以避免频繁充能，同时还能提升了储能车辆的使用便捷性。本发明的另一核心是提供一种包括上述动力控制系统的储能车辆。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的一种储能电车的具体实施例的剖视图；图2为本发明所提供的一种动力控制系统的具体实施例的系统结构图。

本发明所提供的一种动力控制系统，在结构构成上，上述动力控制系统包括主燃料箱1、用于为燃料电池系统5供给燃料的副燃料箱4、连接于主燃料箱1和副燃料箱4之间的燃料泵3。燃料泵3与车辆的控制系统总成7连接，主燃料箱1设置有主燃料箱液位检测器，副燃料箱4设置有副燃料箱液位检测器，主燃料箱液位检测器和副燃料箱液位检测器均与控制系统总成7连接，控制系统总成7与用于输出液位信息的提示装置、燃料泵3连接，控制系统总成7能够根据主燃料箱1和副燃料箱4的液位状态控制燃料泵3。

需要说明的是，上述控制系统总成7可以根据主燃料箱液位检测器和副燃料箱液位检测器对设置在主燃料箱1和副燃料箱4之间的燃料泵3进行控制，以便控制副燃料箱4内的燃料量，使得燃料电池系统5的燃料获得量基本稳定，燃料电池系统5可以为驱动系统或车辆上的其他用电设备提供电能。本发明所提供的动力控制系统通过设置为燃料电池系统5提供燃料的主燃料箱1、副燃料箱4，并通过控制系统总成7控制副燃料箱4的燃料量，可以实现对车辆的供电保持基本稳定，并避免车辆频繁进入车站进行充能，不仅节省了储能车辆的充电时间，还提升了储能车辆的使用便捷性。

在上述实施例的基础之上，提示装置可以具体包括显示器8和报警装置。可选的，显示器8和报警装置均分别与控制系统总成7连接。显示器用于显示主燃料箱内液位对应的电压值，报警装置用于当主燃料箱液位检测器检测到低液位时进行报警。

需要说明的是，上述主燃料箱液位检测器为无级位检测传感器，能够根据液位的高低输出对应的电压值，控制总成系统7将电压信号转换成数字信号或量程图示后通过输出给显示器8，使得电压值以数字信号或图示形式在显示器8显示。

上述低液位为预先设置的较低的低液位预警值，当低于该低液位时，控制系统总成7会控制报警装置进行报警。例如当主燃料箱1加满时，对应的电压值为V，当燃料剩余1/5时进行报警，即当控制系统接收到主燃料箱液位检测器的电压值为V/5时，报警装置进行燃料报警显示，提示司机及时补充燃料。

可选的，上述报警装置也可以为显示器，也就是说显示器8可以同时用作显示电压和报警输出。

在上述实施例的基础之上，副燃料箱液位检测器为节点检测传感器，节点检测传感器包括高液位检测传感器和低液位检测传感器。高液位检测传感器仅在检测到高于预设最大液位的高液位时输出高电平，低液位检测传感器仅在检测到低于预设最小液位的低液位时输出高电平。

高液位检测传感器和低液位检测传感器均与控制总成系统7连接，控制总成系统再与显示器8连接，显示器8能够根据控制总成系统7输出处理后的高液位检测传感器和低液位检测传感器各自的状态信息显示副燃料当前液位状态。

具体地，副燃料箱4液位检测器为节点位检测传感器，即在副燃料箱4中设了高、低位液位检测传感器。当副燃料箱4内的液位到达预设最大液位时，高位液位检测传感器闭合，并输出高电平1。当副燃料箱4内的液位低于预设最小液位时，低位液位检测传感器闭合，且液位传感器输出高电平1。当液位位于预设最大液位和预设最小液位之间时，高、低位液位检测传感器均输出低电平0。

实际使用时，如果高液位检测传感器为高电平1、低液位检测传感器为低电平0，则认为燃料已经加满。如果高液位检测传感器为低电平0、低液位检测传感器为高电平1，则认为燃料即将用完。如果高液位检测传感器为低电平0、低液位检测传感器也为低电平0，则认为燃料尚未用完。如果高液位检测传感器和低液位检测传感器同时出现高电平1，则认为副燃料箱4中的液位检测故障，此时控制系统总成7将输出相应的故障代码在显示器8上。

在上述实施例的基础之上，主燃料箱液位检测器上设置有启停开关，启停开关连接控制系统总成7。

当液位检测传感器为高电平且主燃料箱液位检测器输出电压大于主燃料箱1加满时对应电压值的1/5时，启停开关向控制系统总成7发出控制燃料泵3启动的允许信号。

当高液位检测传感器为高电平或主燃料箱液位检测器输出电压小于等于主燃料箱1加满时对应电压值的1/5时，启停开关向控制系统总成7发出控制燃料泵3停止的信号。

在上述实施例的基础之上，控制系统总成7包括计时器和强制停止装置。计时器用于计量和限定燃料泵3单次工作时间，计时器与燃料泵3连接；强制停止装置用于在燃料泵3工作时长超过计时器规定时间且高液位检测传感器为低电平时，强制停止燃料泵3工作，强制停止装置与燃料泵3连接。

本实施例中，为了避免因为主、副燃料箱因为位置传感器故障而导致燃料泵3非正常工作，对燃料泵3单次的工作时间进行了限定，即如在t秒时间内，燃料泵3泵送燃料扣除燃料电池消耗的燃料，能够加满副燃料箱4。当控制总成系统7启动燃料泵3时将开始倒计时t，倒计时结束仍未检测到副燃料箱4高液位检测传感器输出高电平，则控制总成系统7输出低电平，控制燃料泵3停止工作。

在上述实施例的基础之上，控制系统总成7包括车辆状态检测装置。当车辆状态检测装置检测到车辆处于启动状态，且低液位检测传感器为低电平时，控制系统总成7控制燃料开始电池工作；同时在显示器上显示车辆启动成功标识。当车辆状态检测装置检测到车辆处于启动状态，且低液位检测传感器为高电平时，控制系统总成7控制燃料电池停止工作。同时在显示器上显示车辆启动失败标识。具体工作情况分类如下：

当控制系统总成7收到车辆启动命令，且副燃料箱4的低液位检测传感器输出低电平0时，表明当时副燃料箱4有一定的燃料可以供燃料电池系统5反应使用，控制系统总成7输出使能信号启动燃料电池5开始工作。

当控制系统总成7收到车辆启动命令，且副燃料箱4低液位检测传感器输出高电平1时，表明当时副燃料箱4燃料即将用完，控制系统总成7输出关机信号停止燃料电池系统工作。

当控制系统总成7收到车辆启动命令，且副燃料箱4的高、低液位检测传感器同时输出高电平1时，此时说明副燃料箱的液位检测故障，控制系统总成7输出关机信号停止燃料电池5工作。

当控制系统总成7收到车辆启动命令，且控制总成系统7检测到储能系统6的电压达到最高设定值时，控制系统总成7输出关机信号停止燃料电池5工作。

在上述任意一个实施例的基础之上，主燃料箱1包括主箱体，主箱体上设置有用于与车辆供油口连接的加注口、用于连接燃料泵3的泵送口和用于设置主燃料箱液位检测器的主箱体检测口。

可选的，副燃料箱4包括副箱体，副箱体上设置有用于与燃料泵3的输出端连接的加注口、用于与燃料电池系统5连接的供应口和用于设置副燃料箱液位检测器的副箱体检测口。

需要说明的是，主燃料箱的加注口、泵送口和液位检测口可以设置在主燃料箱的顶面，或者设置在主燃料箱的侧面。同样，副燃料箱的加注口、副供应口和液位检测口也可以设置在副燃料箱的顶面，或者设置在副燃料箱的侧面。

另外，主燃料箱液位传感器和副燃料箱液位检测器均可以通过监测燃料箱内的燃料液位高度来判断燃料的剩余量，具体可以采用测距传感器等类型的传感器等。

可选的，主燃料箱和副燃料箱上均可以设置便于平衡箱体内外压力的安全阀。和/或主燃料箱和副燃料箱的底部还可以设置便于排除箱体内部杂质的清洗排放口。安全阀可以为自动泄压阀，或者安全阀可以与控制系统总成8连接，并在主箱体内部设置压力感应装置，将压力感应装置与控制系统总成8连接。

可选的，副燃料箱的容积范围可以为50至80升。

在上述任意一个实施例的基础之上，主、副燃料箱内的燃料具体可以为甲醇水，上述燃料电池系统5通过消耗燃料箱中的甲醇水，在内部进行电化学反应，将燃料的生物能转化成电能，并通过电缆传送至储能系统6在理想条件下其产物为二氧化碳和水，无PM2.5等有害物质产生。

除了上述各个实施例所提供的动力控制系统，本发明还提供了一种包括上述动力控制系统的储能车辆，该储能车辆包括车体和动力控制系统，说明书中对储能车辆的主要结构和连接进行了介绍，该储能车辆的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种动力控制系统及具有该系统的储能车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种动力控制系统，其特征在于，包括主燃料箱、用于为燃料电池系统供给燃料的副燃料箱、连接于所述主燃料箱和所述副燃料箱之间的燃料泵，所述燃料泵与车辆的控制系统总成连接；

所述主燃料箱设置有主燃料箱液位检测器，所述副燃料箱设置有副燃料箱液位检测器，所述主燃料箱液位检测器和所述副燃料箱液位检测器均与所述控制系统总成连接，所述控制系统总成与用于输出液位信息的提示装置连接，所述控制系统总成能够根据所述主燃料箱和所述副燃料箱的液位状态控制所述燃料泵；

所述副燃料箱液位检测器为包括高液位检测传感器和低液位检测传感器的节点检测传感器；所述高液位检测传感器仅在检测到高于预设最大液位的高液位时输出高电平，所述低液位检测传感器仅在检测到低于预设最小液位的低液位时输出高电平；

所述高液位检测传感器和所述低液位检测传感器均与显示器连接，所述显示器能够根据所述高液位检测传感器和所述低液位检测传感器各自的状态显示副燃料箱当前液位状态；

所述控制系统总成包括：

用于限定所述燃料泵单次工作时间的计时器，所述计时器与所述燃料泵连接；

强制停止装置，所述强制停止装置用于在所述燃料泵工作时长超过所述计时器规定时间且所述高液位检测传感器为低电平时，强制停止所述燃料泵工作，所述强制停止装置与所述燃料泵连接；

所述主燃料箱液位检测器上设置有启停开关；

当所述低液位检测传感器为高电平、且所述主燃料箱液位检测器输出电压大于所述主燃料箱加满时对应电压值的1/5时，所述启停开关向所述控制系统总成发出控制燃料泵启动的允许信号；

当所述高液位检测传感器为高电平、或所述主燃料箱液位检测器输出电压小于等于所述主燃料箱加满时对应电压值的1/5时，所述启停开关向所述控制系统总成发出控制燃料泵停止的信号。

2.根据权利要求1所述的动力控制系统，其特征在于，所述提示装置包括所述显示器和报警装置；所述显示器用于显示所述主燃料箱内液位对应的液位量，所述报警装置用于当所述主燃料箱液位检测器检测到低液位时进行报警。

3.根据权利要求2所述的动力控制系统，其特征在于，所述控制系统总成包括车辆状态检测装置；

当所述车辆状态检测装置检测到车辆处于启动状态，且所述低液位检测传感器为低电平时，所述控制系统总成控制所述燃料电池开始工作；同时在显示器上显示车辆启动成功标识；

当所述车辆状态检测装置检测到车辆处于启动状态，且所述低液位检测传感器为高电平时，所述控制系统总成控制所述燃料电池停止工作；同时在显示器上显示车辆启动失败标识。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的动力控制系统，其特征在于，所述主燃料箱包括主箱体，所述主箱体上设置有用于与车辆供油口连接的加注口、用于连接所述燃料泵的泵送口和用于设置所述主燃料箱液位检测器的主箱体检测口。

5.根据权利要求4所述的动力控制系统，其特征在于，所述副燃料箱包括副箱体，所述副箱体上设置有用于与所述燃料泵的输出端连接的加注口、用于与燃料电池系统连接的供应口和用于设置所述副燃料箱液位检测器的副箱体检测口。

6.一种储能车辆，包括车体和动力控制系统，其特征在于，所述动力控制系统为权利要求1至5任意一项所述的动力控制系统。

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