CN110154790A - 车辆供电系统、车辆供电系统的控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种车辆供电系统、车辆供电系统的控制方法及车辆。该供电系统包括驱动电机，用于驱动车轮转动；蓄电池供电系统，用于提供电能；燃料电池供电系统，用于提供电能；检测装置，用于检测所述燃料电池供电系统的燃料储存量，并在所述储存量小于预设值时，生成燃料控制信号；还用于检测所述蓄电池供电系统的电量，并在所述电量小于预设值时，生成电池控制信号；电池控制系统，用于控制所述燃料电池供电系统给所述驱动电机供电，且能响应所述电池控制信号给所述蓄电池供电系统充电，以及能响应所述燃料控制信号，控制所述蓄电池供电系统向所述驱动电机供电。本公开提供的车辆供电系统，能够提升车辆的续航里程。

Description

车辆供电系统、车辆供电系统的控制方法及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车辆供电系统、车辆供电系统的控制方法及车辆。

背景技术

机场摆渡车往返于候机楼与远机位飞机之间接送登机和离机乘客，适用于各民航机场的站坪及场所，属于机场地勤特种车辆。

目前，在一些机场使用的双向驾驶机场摆渡车属于燃油传统车辆，其技术核心为双向驾驶时发动机与变速箱、转向与桥之间如何实现前后驾驶功能切换，而且机械效率较低，耗油量大，排放污染高。

随着电动车辆技术的发展，越开越多的纯电动车辆投入使用，而纯电动机场摆渡车以锂离子电池为动力源，续航里程较小，充满一次电量不能满足一天的使用要求，而且需要在机场站坪地面铺设充电桩，这样耗费机场建设人力物力财力等资源。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种车辆供电系统、车辆供电系统的控制方法及车辆，能够提高车辆的续航里程。

根据本公开的一个方面，提供了一种车辆供电系统。该车辆供电系统包括：

驱动电机，用于驱动车轮转动；

蓄电池供电系统，用于提供电能；

燃料电池供电系统，用于提供电能；

检测装置，用于检测所述燃料电池供电系统的燃料储存量，并在所述储存量小于预设值时，生成燃料控制信号；还用于检测所述蓄电池供电系统的电量，并在所述电量小于预设值时，生成电池控制信号；

电池控制系统，用于控制所述燃料电池供电系统给所述驱动电机供电，且能响应所述电池控制信号给所述蓄电池供电系统充电，以及能响应所述燃料控制信号，控制所述蓄电池供电系统向所述驱动电机供电。

在本公开的一种示例性实施例中，所述燃料电池供电系统包括：

燃料电池系统；

电压转换器，与所述燃料电池系统的连接，用于改变所述燃料电池系统输出的直流电压。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电压转换器为DC/DC转换器。

在本公开的一种示例性实施例中，所述供电系统还包括：

驱动电机控制器，用于控制所述驱动电机工作；

高压配电柜，与所述电池控制系统及所述驱动电机控制器连接，用于将所述燃料电池供电系统或所述蓄电池供电系统提供的电能分配到所述驱动电机控制器。

在本公开的一种示例性实施例中，所述燃料电池供电系统包括：

燃料存储装置，与所述燃料电池连接，用于存储燃料。

在本公开的一种示例性实施例中，所述燃料电池系统为氢燃料电池系统。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种车辆供电系统的控制方法。该控制方法包括：

判断所述燃料电池供电系统的燃料储存量；

若储存量大于预设值，控制所述燃料电池供电系统对所述驱动电机进行供电；

若储存量小于预设值，判断所述蓄电池供电系统的电量；

若电量大于预设值，控制所述蓄电池供电系统对所述驱动电机进行供电。

在本公开的一种示例性实施例中，若燃料的储存量大于预设值，所述控制方法还包括：

判断所述蓄电池供电系统的电量；

若电量小于预设值，控制所述燃料电池供电系统对所述蓄电池供电系统进行充电。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制方法还包括：

若电量小于预设值，输出一电能警示信号。

根据本公开的又一个方面，还提供了一种车辆。该车辆上述的车辆供电系统。

本公开提供的车辆供电系统，具有蓄电池供电系统和燃料电池供电系统两种电池供电系统，可以使用燃料电池供电系统给驱动电机提供电能，同时也可以对蓄能电池供电系统进行充电，当燃料电池供电系统件燃料不足时，可以使用蓄电池供电系统给驱动电机提供电能，以保持车辆正常行驶。电池控制系统控制燃料电池供电系统或蓄电池供电系统给驱动电机进行供电，具有零排放、无污染和续航里程大等优点。此外，使用燃料电池供电系统对蓄能电池供电系统进行充电，可以减少蓄电池供电系统中动力电池组的数量，减轻车辆自重，且不需要单独设置充电桩对动力电池组进行充电，避免了设置较多的车辆周边配套设备，降低了车辆运营成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的一种实施例提供的供电系统的示意图；

图2为本公开的一种实施例提供的供电系统的示意图；

图3为本公开的一种实施例提供的供电控制方法的流程图；

图4为图1中步骤200的详细流程图；

图5本公开的另一种实施例提供的供电控制方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本公开实施方式提供了一种车辆供电系统。如图1和图2所示，该车辆供电系统包括驱动电机402、蓄电池供电系统、燃料电池供电系统、检测系统和电池控制系统103。驱动电机402用于驱动车轮转动；蓄电池供电系统用于存储并应急情况下提供电能；燃料电池供电系统提供电能；检测系统用于检测燃料电池供电系统的燃料储存量，并在储存量小于预设值时，生成燃料控制信号；还用于检测蓄电池供电系统的电量，并在电量小于预设值时，生成电池控制信号；电池控制系统103用于控制燃料电池供电系统给驱动电机402供电，且能响应电池控制信号给蓄电池供电系统充电，以及能响应燃料控制信号，控制蓄电池供电系统向驱动电机402供电。

本公开提供的车辆供电系统，具有蓄电池供电系统和燃料电池供电系统两种电池供电系统，可以使用燃料电池供电系统给驱动电机提供电能，同时也可以对蓄能电池供电系统进行充电，当燃料电池供电系统件燃料不足时，可以使用蓄电池供电系统给驱动电机提供电能，以保持车辆正常行驶。电池控制系统控制燃料电池供电系统或蓄电池供电系统给驱动电机进行供电，具有零排放、无污染和续航里程大等优点。此外，使用燃料电池供电系统对蓄能电池供电系统进行充电，可以减少蓄电池供电系统中动力电池组的数量，减轻车辆自重，且不需要单独设置充电桩对动力电池组进行充电，避免了设置较多的车辆周边配套设备，降低了车辆运营成本。

具体地，燃料电池供电系统包括燃料电池系统、电压调节装置与燃料存储装置，电压调节装置与燃料电池的连接，用于调节燃料电池输出的直流电压；燃料存储装置与燃料电池连接，用于存储燃料。其中，电压调节装置为DC/DC转换器，燃料电池系统为氢燃料电池系统。

如图1所示，燃料电池供电系统包括燃料电池系统101、DC/DC转换器102、储氢装置104、加氢口105、进氢管道106、进气口107和DC/DC转换器控制器108。如图2所示，驱动电机402用于驱动转向驱动桥500工作，从而驱动车轮转动。

其中，燃料电池系统101用于根据经进氢管道106输送的储氢装置104中的氢气以及进气口107进入的氧气在燃料电池系统101中发生化学反应，以产生电能。DC/DC转换器102与燃料电池系统101的输出端连接，燃料电池系统101产生的电能输出至DC/DC转换器102，DC/DC转换器102在DC/DC转换器控制器108的控制下用于改变燃料电池系统101输出的直流电压。电池控制系统103与DC/DC转换器102及蓄电池供电系统连接，用于控制燃料电池供电系统对蓄电池供电系统进行充电，以及用于将燃料电池供电系统或蓄电池供电系统供电系统的电能提供给驱动电机402。

进一步地，检测系统包括设于储氢装置104上氢气检测装置，可检测储氢装置104中氢气的余量。储氢装置104中的氢气储存量是否充足，可根据氢气检测装置的检测数据进行判断。例如，当氢气检测装置为压力检测装置时，当压力检测装置输出的压力值大于某一预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料充足，当压力检测装置输出的压力值小于该预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料不足，并生成一燃料控制信号。

本领域技术人员还可以选取其他氢气检测装置，例如，氢气检测装置为重量检测装置。重量检测装置用于检测储氢装置104的重量，随着氢气的不断使用，储氢装置104的重量逐渐减少，当重量检测装输出的重量数值大于一预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料充足，当重量检测装输出的重量数值小于该预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料不足，并生成一燃料控制信号。当断燃料电池供电系统的燃料不足时，可通过加氢口105向储氢装置104添加氢气。

本领域技术人员可根据实际需要对预设值进行设置，能够保证储氢装置104在预设值以上时正常供气即可，本公开对预设值及氢气检测装置的具体类型均不作限制，凡是能够达到同样技术效果的方案，均属于本公开的保护范围。

此外，还可以在储氢装置104上设置一警示装置，当判断燃料电池供电系统的燃料不足时，警示装置发出警示信号，提示燃料电池供电系统的燃料不足，以便工作人员及时向燃料电池供电系统添加燃料。

如图1所示，蓄电池供电系统包括动力电池组201，检测系统还包括电池管理系统202，电池管理系统202用于控制动力电池组201是否输出电能，以及用于判断动力电池组201的电量是否充足。电池控制器103与蓄电池供电系统的动力电池组201连接。

如图1所示，供电系统还包括整车控制器301、高压配电柜302和驱动电机控制器401。

其中，高压配电柜302与电池控制器103及驱动电机控制器401连接，用于将燃料电池供电系统或蓄电池供电系统提供的电能分配到驱动电机控制器401。电池控制系统103接收将燃料电池供电系统或蓄电池供电系统提供的电能，并输出至高压配电柜302，高压配电柜302将电能额输出至驱动电机控制器401，驱动电机控制器401控制驱动电机402工作，以驱动车辆行驶。

其中，整车控制器301与驱动电机控制器401、电池管理系统202、电池控制系统103、高压配电柜302及DC/DC转换器控制器108进行信号交互，以控制其进行工作。

本公开还提供了上述车辆供电系统的控制方法，如图3所示，该控制方法包括：

步骤S100、判断燃料电池供电系统的燃料储存量；

步骤S200、若储存量大于预设值，控制燃料电池供电系统对驱动电机进行供电；

若储存量小于预设值，判断蓄电池供电系统的电量；

步骤S300、若电量大于预设值，控制蓄电池供电系统对驱动电机进行供电。

本公开提供的车辆供电系统的控制方法，控制燃料电池供电系统给驱动电机进行供电，在燃料燃料电池供电系统的燃料不足的情况下控制蓄电池供电系统度驱动电机进行供电，以保持车辆正常行驶。通过控制燃料电池供电系统给驱动电机进行供电，具有零排放、无污染和续航里程大等优点。

此外，对于本公开的控制方法实施例中未披露的细节，请参照本公开车辆供电系统实施例。本公开的控制方法的有益效果可参见本公开车辆供电系统实施例中的有益效果，在此不作赘述。

如图5所示，车辆供电系统的控制方法还包括：

步骤S400、若电量小于预设值，输出一电能警示信号。

下面，将对本示例实施方式中供电控制方法的各步骤进行进一步的说明。

在步骤S100中，判断燃料电池供电系统的燃料储存量。

如图1所示，燃料电池供电系统包括储氢装置104，通过在储氢装置104上设置有氢气检测装置，可检测储氢装置104中氢气的余量。判断储氢装置104中的氢气余量是否充足，可根据氢气检测装置的检测数据进行判断。例如，当氢气检测装置为压力检测装置时，当压力检测装置输出的压力值大于某一预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料充足，当压力检测装置输出的压力值小于该预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料不足。当断燃料电池供电系统的燃料不足时，可通过加氢口105向储氢装置104添加氢气。

本领域技术人员还可以选取其他氢气检测装置，例如，氢气检测装置为重量检测装置。重量检测装置用于检测储氢装置104的重量，随着氢气的不断使用，储氢装置104的重量逐渐减少，当重量检测装输出的重量数值大于一预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料充足，当重量检测装输出的重量数值小于该预设值时，判断燃料电池供电系统的燃料不足。

本领域技术人员可根据实际需要对预设值进行设置，能够保证储氢装置104在预设值以上时正常供气即可，本公开对预设值及氢气检测装置的具体类型均不作限制，凡是能够达到同样技术效果的方案，均属于本公开的保护范围。

在步骤S200中，若储存量大于预设值，控制燃料电池供电系统对驱动电机进行供电；若储存量小于预设值，判断蓄电池供电系统的电量。如图4所示，若储存量大于预设值，控制方法还包括：

步骤S210、判断蓄电池供电系统的电量；

步骤S220、若电量小于预设值，控制燃料电池供电系统对蓄电池供电系统进行充电。

具体地，当判断燃料的储存量大于预设值时，控制燃料电池供电系统对驱动电机进行供电，以驱动车辆行驶。

同时，还判断蓄电池供电系统的蓄存电能是否大于预设值。当检测系统输出的电能余量大于一预设值时，判断蓄电池供电系统的蓄存电能是充足；当检测系统输的电能余量小于该预设值时，判断蓄电池供电系统的蓄存电能是不足。

本领域技术人员可根据实际需要对预设值进行设置，能够保证动力电池组201的电量在预设值以上时正常供电即可，例如，预设值为电量占总蓄存电量的10％的数值，或20％等，本公开对此不作限制。

当判断蓄电池供电系统的蓄存电量是不足时，控制燃料电池供电系统对动力电池组201进行充电，以使蓄电池供电系统的蓄存电能充足。通过控制燃料电池供电系统对动力电池组201进行充电，可以减少车辆动力电池组201的数量，减轻车辆自重，且不需要单独设置充电桩对动力电池组201进行充电，避免了设置较多的车辆周边配套设备，降低了车辆运营成本，具有无污染、零排放、续航里程大和供电系统稳定性高等优点。

在步骤S300中，若电量大于预设值，控制蓄电池供电系统对驱动电机进行供电。

具体地，当判断燃料电池供电系统的燃料储存量不足，且判断蓄存电能充足，控制蓄电池供电系统对驱动电机进行供电，以驱动车辆行驶。

在步骤S400中，若电量小于预设值，输出一电能警示信号。

具体地，当判断蓄存电量不足时，燃料电池供电系统的燃料也不足时，输出一电能警示信号，提醒工作人员向燃料电池供电系统的储氢装置104添加燃料，以保证供电系统正常工作，从而保证车辆能够正常行驶。

其中，燃料电池系统101用于根据经进氢管道106输送的储氢装置104中的氢气以及进气口107进入的氧气在燃料电池系统101中发生化学反应，以产生电能。DC/DC转换器102与燃料电池系统101的输出端连接，燃料电池系统101产生的电能输出至DC/DC转换器102，DC/DC转换器102在DC/DC转换器控制器108的控制下用于改变燃料电池系统101输出的直流电压。电池控制系统103与DC/DC转换器102及蓄电池供电系统连接，用于控制燃料电池供电系统对蓄电池供电系统进行充电，以及用于将燃料电池供电系统或蓄电池供电系统提供的电能提供给驱动电机402。具体地，电池控制系统103与蓄电池供电系统的动力电池组201连接。

本公开还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例的供电系统。本公开的车辆的有益效果可参见上述实施例的供电系统的有益效果，在此不作赘述。

具体地，该车辆可为双向车辆，即车辆前后两端均具有驾驶室，以供控制车辆行驶，车辆在改变前后行程方向时，不需要掉头，使用不同的驾驶室即可，方便了工作人员驾驶。特别是在机场站坪区域比较狭窄和拥挤的地方，直接更换驾驶室就可以实现车辆掉头。整车布置合理紧凑，载荷分配均匀，传动平稳，增大了乘客站立面积，大大提升旅客承载能力，满足机场特定的使用环境。本公开的双向车辆，结构简单紧凑，便于维护与保养，应用于客流量大而且路段拥挤的场地，尤其是应用在机场地面。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干系统，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多系统的特征和功能可以在一个系统中具体化。反之，上文描述的一个系统的特征和功能可以进一步划分为由多个系统来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种车辆供电系统，其特征在于，包括：

驱动电机，用于驱动车轮转动；

蓄电池供电系统，用于提供电能；

燃料电池供电系统，用于提供电能；

检测系统，用于检测所述燃料电池供电系统的燃料储存量，并在所述储存量小于预设值时，生成一燃料控制信号；还用于检测所述蓄电池供电系统的电量，并在所述电量小于预设值时，生成一电池控制信号；

电池控制系统，用于控制所述燃料电池供电系统给所述驱动电机供电，且能响应所述电池控制信号给所述蓄电池供电系统充电，以及能响应所述燃料控制信号，控制所述蓄电池供电系统向所述驱动电机供电。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述燃料电池供电系统包括：

燃料电池系统；

电压转换器，与所述燃料电池系统的连接，用于改变所述燃料电池系统输出的直流电压。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述电压转换器为DC/DC转换器。

4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括：

驱动电机控制器，用于控制所述驱动电机工作；

高压配电柜，与所述电池控制系统及所述驱动电机控制器连接，用于将所述燃料电池供电系统或所述蓄电池供电系统提供的电能分配到所述驱动电机控制器。

5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述燃料电池供电系统包括：

燃料存储装置，与所述燃料电池连接，用于存储燃料。

6.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述燃料电池系统为氢燃料电池系统。

7.一种权利要求1-6任一项所述车辆供电系统的控制方法，所述控制方法包括：

判断所述燃料电池供电系统的燃料储存量；

若储存量大于预设值，控制所述燃料电池供电系统对所述驱动电机进行供电；

若储存量小于预设值，判断所述蓄电池供电系统的电量；

若电量大于预设值，控制所述蓄电池供电系统对所述驱动电机进行供电。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，若燃料的储存量大于预设值，所述控制方法还包括：

判断所述蓄电池供电系统的电量；

若电量小于预设值，控制所述燃料电池供电系统对所述蓄电池供电系统进行充电。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

若电量小于预设值，输出一电能警示信号。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的车辆供电系统。