CN109808550A - 一种氢燃料电池模型车的动力控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氢燃料电池模型车的动力控制系统，包括通入氢气的氢气储气罐，氢气储气罐管路连接有燃料电池反应堆，氢气储气罐与燃料电池反应堆之间的管路上设有电磁阀，燃料电池反应堆线路连接有电压稳压模块，电压稳压模块线路连接有驱动模型车的后车轮运转的直流动力电机、驱动模型车的前车轮转向的直流转向电机，电磁阀线路连接有接收模型车动作信号的单片机控制模块、电压变压器和锂电池，电压稳压模块的出线端连接电压变压器并通过电压变压器连接锂电池。本发明实现了燃料电池反应堆发电与系统耗电的完美耦合，强化了充放氢气的安全性，提高了系统运行的稳定性，适用于新能源应用及汽车领域，具有极高的经济及社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是一种氢燃料电池模型车动力控制系统。
背景技术
现有机动车使用的动力源一般有燃油或者蓄电池，辅之控制电路作为控制系统。然而燃油车运行过程中加速度较慢，燃烧排放对环境污染影响较大，而蓄电池车充电时间长，车体重量重。氢燃料电池模型车是以氢气作为动力源，通过燃料电池电化学反应产生电流，从而驱动电机运转，其综合了燃油车加油耗时短、蓄电池车加速度快、零排放等优点，因此也需配套相应的动力控制系统，以更好地管理车辆的能源应用以及操作控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种氢燃料电池模型车的动力控制系统，以对氢燃料电池模型车实施较好的操作控制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氢燃料电池模型车的动力控制系统，包括通过充气管通入氢气的氢气储气罐，氢气储气罐管路连接有燃料电池反应堆，氢气储气罐与燃料电池反应堆之间的管路上设有电磁阀，燃料电池反应堆线路连接有电压稳压模块，电压稳压模块线路连接有驱动模型车的后车轮运转的直流动力电机、驱动模型车的前车轮转向的直流转向电机，电磁阀线路连接有接收模型车动作信号的单片机控制模块、电压变压器和锂电池，电压稳压模块的出线端连接电压变压器并通过电压变压器连接锂电池。
进一步地，为方便操作控制，所述的氢气储气罐两端管路上分别设有切断球阀，电磁阀的出气端与燃料电池反应堆之间的管路上设有氢气稳压阀，电磁阀与单片机控制模块之间的线路上设有直流开关。
为便于控制电流的流动，所述的电压稳压模块与电压变压器之间的线路上设有继电器，电压稳压模块通向直流动力电机和直流转向电机的线路上设有继电器。
为便于观察压力和电压变化，所述的氢气储气罐的出气端与切断球阀之间设有压力表，燃料电池反应堆的出线端连接有电压表。
本发明的有益效果是：本发明实现了燃料电池反应堆发电与系统耗电的完美耦合，强化了充放氢气的安全性，增加了能量回收系统，提高了系统运行的稳定性，适用于新能源应用及汽车领域，具有极高的经济及社会效益。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构原理图。
图中：1.球阀活接，2.切断球阀，3.氢气储气罐，4.切断球阀，5.电磁阀，6.氢气稳压阀，7.继电器，8.直流开关，9.燃料电池反应堆，10.电压稳压模块，11.单片机控制模块，12.继电器，13.电压变压器，14.锂电池，15.直流动力电机，16.直流转向电机，17.后车轮，18.前车轮，19.电压表，20.压力表。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种氢燃料电池模型车的动力控制系统，包括氢气储气罐3，氢气储气罐3的进气端设有连接充气管的球阀活接1，球阀活接1与氢气储气罐3之间设有切断球阀2，氢气储气罐3管路连接有燃料电池反应堆9，氢气储气罐3通向燃料电池反应堆9的管路上依次设有两个切断球阀4、电磁阀5和氢气稳压阀6。
燃料电池反应堆9线路连接有电压稳压模块10，电压稳压模块10线路连接有驱动模型车的后车轮17运转的直流动力电机15、驱动模型车的前车轮18转向的直流转向电机16，电磁阀5线路连接有接收模型车动作信号的单片机控制模块11，电磁阀5与单片机控制模块之间的线路上设有直流开关8，电压稳压模块10的出线端连接有电压变压器13并通过电压变压器13连接锂电池14。
所述的电压稳压模块10与电压变压器13之间的线路上设有继电器12，电压稳压模块10通向直流动力电机15和直流转向电机16的线路上设有继电器7。
所述的氢气储气罐3的出气端与切断球阀2之间设有压力表20，燃料电池反应堆9的出线端连接有电压表19。
使用时，控制系统的首次加气模式为：利用球阀活接1与充气管相连，同时打开氢气储气罐3两端的切断球阀2、切断球阀4，闭合直流开关8后调整电磁阀5开启，开启氢气稳压阀6，待电压表19显示燃料电池反应堆9所述的额定输出电压时，表明氢气已置换完管路系统中的所有空气，此时保持切断球阀2开启，关闭切断球阀4、断开直流开关8，待压力表20所示压力达到目标值时，关闭切断球阀2，脱下球阀活接1，断开氢气储气罐3与充气管的连接，根据燃料电池反应堆9所要求的进气压力调整氢气稳压阀6出口压力，如此完成首次加气。
所述控制系统的后续加气模式为：利用球阀活接1与充气管相连，关闭切断球阀4，开启切断球阀2，待压力表20所示压力达到目标值时，关闭切断球阀2，脱下球阀活接1，断开氢气储气罐3与充气管的连接，如此完成后续加气。
所述控制系统实现模型车前进或后退的模式为：保证切断球阀2处于关闭状态，切断球阀4处于开启状态、直流开关8处于闭合状态，根据燃料电池反应堆9所要求的进气压力调整氢气稳压阀6出口压力，单片机控制模块10接收到前进或后退的信号时，电磁阀5开启，继电器12断开，继电器7闭合，氢气在氢气胶管4内流至燃料电池反应堆9，经由燃料电池反应堆9内的质子交换膜，氢气被分离成电子和质子，从而产生电势差，电流流经电压稳压模块10稳压，输出至直流动力电机15，使其正转或反转，带动后车轮17前进或后退，从而完成模型车的前进或后退。
所述控制系统实现模型车转向前进或后退的模式为：保证切断球阀2处于关闭状态，切断球阀4处于开启状态、直流开关8处于闭合状态，根据燃料电池反应堆9所要求的进气压力调整氢气稳压阀6出口压力，单片机控制模块10接收到前进或后退的信号时，电磁阀5开启，继电器12断开，继电器7闭合，氢气在氢气胶管4内流至燃料电池反应堆9，经由燃料电池反应堆9内的质子交换膜，氢气被分离成电子和质子，从而产生电势差，电流流经电压稳压模块10稳压，输出至直流动力电机15，使其正转或反转，带动后车轮17前进或后退，与此同时，单片机控制模块10接收到转向信号，由电压稳压模块10输出的电流流至直流转向电机16带动前车轮18转向，从而完成模型车的转向前进或后退。
所述控制系统实现模型车的制动模式为：保证切断球阀2处于关闭状态，切断球阀4处于开启状态、直流开关8处于闭合状态，根据燃料电池反应堆9所要求的进气压力调整氢气稳压阀6出口压力，单片机控制模块10接收到制动信号时，电磁阀5关闭，继电器12闭合，继电器7断开，氢气胶管4内残余的氢气流至燃料电池反应堆9产生余电，余电由电压变压器13变压至锂电池14适合的充电电压后给其充电，完成能量回收，从而完成模型车的制动。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种氢燃料电池模型车的动力控制系统，其特征是：包括通过充气管通入氢气的氢气储气罐(3)，氢气储气罐(3)管路连接有燃料电池反应堆(9)，氢气储气罐(3)与燃料电池反应堆(9)之间的管路上设有电磁阀(5)，燃料电池反应堆(9)线路连接有电压稳压模块(10)，电压稳压模块(10)线路连接有驱动模型车的后车轮(17)运转的直流动力电机(15)、驱动模型车的前车轮(18)转向的直流转向电机(16)，电磁阀(5)线路连接有接收模型车动作信号的单片机控制模块(11)、电压变压器(13)和锂电池(14)，电压稳压模块(10)的出线端连接电压变压器(13)并通过电压变压器(13)连接锂电池(14)。
2.如权利要求1所述的氢燃料电池模型车的动力控制系统，其特征是：所述的氢气储气罐(3)两端管路上分别设有切断球阀(2)、(4)，电磁阀(5)的出气端与燃料电池反应堆之间的管路上设有氢气稳压阀(6)，电磁阀(5)与单片机控制模块(11)之间的线路上设有直流开关(8)。
3.如权利要求1所述的氢燃料电池模型车的动力控制系统，其特征是：所述的电压稳压模块(10)与电压变压器(13)之间的线路上设有继电器(12)，电压稳压模块(10)通向直流动力电机(15)和直流转向电机(16)的线路上设有继电器(7)。
4.如权利要求1所述的氢燃料电池模型车的动力控制系统，其特征是：所述的氢气储气罐的出气端(3)与切断球阀(2)之间设有压力表(20)，燃料电池反应堆(9)的出线端连接有电压表(19)。
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Application publication date: 20190528 |