CN113147511A - 固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车 - Google Patents

固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，包括：氢燃料电池装置、蓄电池、电机、通讯模块、总控制器，蓄电池通过通讯模块与氢燃料电池装置、电机、总控制器电连接，氢燃料电池装置通过通讯模块给蓄电池充电，氢燃料电池装置、蓄电池通过供电线向电机供电，其中，总控制器与氢燃料电池装置、蓄电池、电机均电连接，总控制器根据氢燃料电池装置的输出电压、蓄电池的输出电压控制氢燃料电池装置、蓄电池的电能输出目标。通过与储存有固态金属氢化物的供氢装置设置相匹配的总控制器，以适用于固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车。

Description

固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车
技术领域
本发明属于氢能源利用技术领域，特别涉及一种固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车。
背景技术
氢燃料电池技术，是一种通过燃料电池系统装置，把氢气所具有的化学能转化成电能的一种技术。其原理反应实质是氢气和空气中的氧气之间的氧化还原反应，副产物只有水。质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高等优点，适用于交通和固定式电源领域，成为现阶段国内外主流的应用技术。燃料电池电动两轮车通常可以分为两种动力模式，一种为单纯以燃料电池为动力，另一种为燃料电池和蓄电池组成电-电混合动力。
电动两轮车行驶在道路上，行驶状态不断变化，上下坡、加减速，需要电动机输出不同的功率。如果一辆纯燃料电池电动车，通过燃料电池发电直接驱动电机，就需要燃料电池不断变化功率载荷，变载必须让进气(氢气、空气)等外部条件随之变化。
氢燃料电堆从氢源供给角度而言，稳定、安全、高效的氢源供给是核心保障。高压气态储氢应用广泛、简便易行、成本低、充放氢速度快，但需要厚重的耐压容器，消耗较大的氢气压缩功，有氢气泄露和容器爆破等不安全因素。液态储氢密度可达70.6kg/m3，但液氢装置一次性投入较大，液化的过程中存在较高能耗，储存过程中的蒸发会产生一定损耗，每天1％-2％的挥发，目前极不经济。固态储氢作为氢源具有低压、安全、公辅设施简单、单位体积储氢密度高等优势，使其特别适合应用于百瓦级燃料电池助力自行车、两轮电动车、老年代步车等。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本发明的目的在于提供固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车。
为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，包括：
氢燃料电池装置、蓄电池、电机、通讯模块、总控制器，电机通过通讯模块与蓄电池、氢燃料电池装置、总控制器电连接，氢燃料电池装置、蓄电池通过供电线向电机供电，其中，总控制器与氢燃料电池装置、蓄电池、电机、通讯模块均电连接，总控制器根据氢燃料电池装置的输出电压、蓄电池的输出电压控制氢燃料电池装置和/或蓄电池向电机供电。
进一步地，若氢燃料电池装置的输出电压小于氢燃料电池装置的额定电压，则总控制器控制氢燃料电池装置、蓄电池共同向电机供电；若氢燃料电池装置的输出电压处于氢燃料电池装置的额定电压范围内，则总控制器根据电机的需求功率与氢燃料电池装置的额定功率控制氢燃料电池装置和/或蓄电池向电机供电。
进一步地，总控制器根据电机的需求功率与氢燃料电池装置的额定功率控制氢燃料电池装置和/或蓄电池向电机供电具体包括：若电机的需求功率大于氢燃料电池装置的额定功率，则总控制器控制氢燃料电池装置、蓄电池共同向电机供电；若电机的需求功率处于氢燃料电池装置的额定功率范围内，则总控制器控制氢燃料电池装置向电机供电。若电机的需求功率小于氢燃料电池装置的额定功率，则总控制器控制氢燃料电池装置向电机供电并且给蓄电池充电。
进一步地，总控制器控制氢燃料电池装置给蓄电池充电具体包括：当蓄电池的电压小于蓄电池的正常工作电压的最小值时，总控制器控制氢燃料电池装置给蓄电池充电。
进一步地，氢燃料电池装置具体包括：氢气供给装置，氢气供给装置包括储氢罐、瓶口阀、减压阀、压力传感器、进气管；电池电堆装置，电池电堆装置包括：电池电堆、辅助系统，辅助系统用于辅助电池电堆的正常运行；辅助系统包括：进气电磁阀、排气电磁阀、滚轴风扇、直流稳压器、集成插口、电堆控制器、出气管；其中，瓶口阀设于储氢罐的瓶口处，进气管的一端通过瓶口阀与储氢罐连通、另一端与电池电堆连通，减压阀、压力传感器、进气电磁阀依次设于进气管上，出气管与电池电堆的氢气出口连通，排气电磁阀设于出气管上；滚轴风扇设于电池电堆的一侧；集成插口通过直流稳压器与电池电堆的电极电连接，且滚轴风扇与集成插口电连接，使得电池电堆向滚轴风扇供电；电堆控制器与进气电磁阀、压力传感器、排气电磁阀、滚轴风扇均电连接，通过电堆控制器控制进气电磁阀、排气电磁阀的开启或关闭，并通过电堆控制器控制滚轴风扇的转速。
进一步地，还包括：温度传感器，设于电池电堆上；电堆控制器与温度传感器电连接，电堆控制器根据温度传感器测得电池电堆的温度调节滚轴风扇转速，使得电池电堆处于最佳的环境温度下工作。
进一步地，当压力传感器测得的气压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时，燃料电池控制器向总控制器发射警报信号，并控制进气电磁阀关闭；优选地，第一预设阈值为200kPa，第二预设阈值为20kPa。
进一步地，还包括：DC/DC，电机通过DC/DC与氢燃料电池装置、蓄电池电连接。
进一步地，通讯模块具体包括：五芯电缆、RS485通讯芯片，RS485通讯芯片设于五芯电缆上，五芯电缆用于将电机、燃料电池装置、蓄电池电连接，且五芯电缆包括：RS485-A、RS485-B、GND和2条正负极电源线，电源线用于蓄电池与电机、电池电堆装置的电能传递，RS485-A、RS485-B 用于蓄电池、电机、电池电堆装置、总控制器之间的信号传递，GND用于接地。
进一步地，电堆控制器控制排气电磁阀吹扫的时间和频率。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过总控制器与燃料电池控制器，确保氢燃料电池助力单车控制系统的正常运行。
附图说明
图1示出了本发明的一个实施例的氢燃料电池助力单车控制系统的示意图；
图2出了本发明的一个实施例的氢燃料电池助力单车控制系统的示意图；
图3出了本发明的一个实施例的氢燃料电池助力单车控制系统的示意图。
图中的附图标记与序号的对应关系为：
10辅助系统、11储氢罐、12瓶口阀、13减压阀、14压力传感器、15 进气管、16电池电堆、17进气电磁阀、18排气电磁阀、19滚轴风扇、110 直流稳压器、111集成插口、112电堆控制器、113出气管、114温度传感器、 20蓄电池、30电机、40通讯模块、50总控制器，60充电器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式及其有益效果作进一步地详细描述。
实施例1：
参见图1至图3，本发明提供了一种固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，限定了：
固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车包括：氢燃料电池装置、蓄电池20、电机30、通讯模块40、总控制器50。
其中，蓄电池20通过通讯模块40与氢燃料电池装置、电机30、总控制器50电连接，氢燃料电池装置通过通讯模块40给蓄电池20充电，氢燃料电池装置、蓄电池20通过供电线向电机30供电，使得电机30可以向两轮电动车输出动力，以驱动两轮电动车移动。总控制器50与氢燃电池装置、蓄电池 20、电机30均电连接，总控制器50根据氢燃料电池装置的输出电压、蓄电池20的输出电压控制氢燃料电池装置、蓄电池20的电能输出目标，使得氢燃电池装置、蓄电池20在不同的输出电压状态下，向外输出电能的目标不同，从而优化氢燃电池装置、蓄电池20的电能输出效率，避免电能的浪费。
具体地，若氢燃料电池装置的输出电压小于氢燃料电池装置的额定电压，则总控制器控制氢燃料电池装置、蓄电池20共同向电机30供电；即当氢燃料电池装置由于供氢不足或其他因素造成的实际输出电压过低时，通过氢燃料电池装置、蓄电池20共同向电机30供电以满足电机30的动力需求，
若氢燃料电池装置的输出电压处于氢燃料电池装置的额定电压范围内时，则说明氢燃料电池装置处于正常运转状态，若电机30的需求功率大于氢燃料电池装置的额定功率，说明电机30的需求功率较大，例如电车在加速、爬坡、载重量较大时，氢燃料电池装置供给的电能无法满足电机30的需求，因此总控制器控制氢燃料电池装置、蓄电池20共同向电机30供电，满足电机30较高的动力输出，满足电车的加速、爬坡、大重量负载的需求。
若电机30的需求功率处于氢燃料电池装置的额定功率范围内，说明氢燃料电池装置输出的电能能够满足电机30的功率需求，则总控制器控制氢燃料电池装置向电机30供电。
若电机30的需求功率小于氢燃料电池装置的额定功率，则说明氢燃料电池装置的产生的电能除供给电机30外，仍有剩余，总控制器控制氢燃料电池装置向电机30供电并且给蓄电池20充电，以从分利用剩余部分的电能，避免电能的浪费损耗。具体地，当蓄电池20的电压小于蓄电池20的正常工作电压的最小值时，总控制器控制氢燃料电池装置给蓄电池20充电。
具体地，氢燃料电池装置的额定输出电压在24～26V之间，氢燃料电池装置的输出电压小于24V时，说明氢燃料电池装置的电能输出不能满足电机 30所需电能的需求，例如而当驱动系统要求的动力过高时，电机30的输出功率较大，此时总控制器50控制氢燃料电池装置、蓄电池20共同向电机30 供电，以帮助燃料电池避开高功率输出的低效区。启动时，蓄电池20输出；巡航时，氢燃料电池装置输出；爬坡时氢燃料电池装置和蓄电池20共同输出。详细地，当氢燃料电池装置输出电压在24～26V之间，主要由氢燃料电池装置向电机30供电，当氢燃料电池装置出电压小于24V，蓄电池20辅助供电，蓄电池20电压正常工作电压范围为18V～26V。当蓄电池20电压小于18V，氢燃料电池装置给蓄电池充电。氢燃料电池装置的输出电压处于第一额定电压的范围时，即当驱动系统需求动力太小，电机30输出的功率小于氢燃料电池装置的输出功率，则总控制器50控制氢燃料电池装置向电机30供电，且若蓄电池20的输出电压小于第二额定电压的最小值时，总控制器50控制氢燃料电池装置给蓄电池20充电，通过在驱动电机30的同时向蓄电池20充电的方式来避免低功率输出的低效运行，从而提高了电能的利用率，且保证氢燃料电池装置的功率载荷在一个稳定的区域内缓慢变化，保证了氢燃料电池装置的平稳运行。
其中，第二额定电压为蓄电池20的输出电压，其取值范围为18V～26V。
进一步地，如图1所示，氢燃料电池装置具体包括：氢气供给装置、电池电堆装置，具体地，氢气供给装置包括储氢罐11、瓶口阀12、减压阀13、压力传感器14、进气管15。
电池电堆装置包括：电池电堆16、辅助系统10，辅助系统10包括：进气电磁阀17、排气电磁阀18、滚轴风扇19、直流稳压器110、集成插口111、电堆控制器112、出气管113；其中，瓶口阀12设于储氢罐11的瓶口处，瓶口阀12具有截止、过滤和爆破功能。截止功能作用在于瓶口阀12开启，氢气释放；瓶口阀12关闭，氢气截止。过滤功能作用在于瓶口阀12内部含有不锈钢烧结体过滤器，可过滤精度为5μm，用于防止粉化的粉体进入燃料电池供氢管道。爆破功能作用在于瓶口阀12内部含有爆破片，当压力超过一定值，例如6MPa，瓶口阀12自动泄气，保障储氢瓶气压太高，瓶体变形或破裂，造成人员伤害。进气管15的一端通过瓶口阀12与储氢罐11连通、另一端与电池电堆16连通，从而使储氢罐11可以通过进气管15向电池电堆16 内供给氢气，其中，电堆控制器112与进气电磁阀17、压力传感器14、排气电磁阀18、滚轴风扇19均电连接，通过电堆控制器112控制进气电磁阀17、排气电磁阀18的开启或关闭，详细地，蓄电池向电池电堆16、总控制器50 提供启动电压，总控制器50获取开机信号后，将信号传递给电堆控制器112，电堆控制器112控制进气电磁阀17开启，储存有固态金属氢化物的储氢罐 11通过进气管15向电池电堆16供给氢气，储氢罐11中储有金属氢化物(例如MH)，在储氢罐11的瓶口上设置有瓶口阀12，一般地，瓶口阀12保持开启状态，当总控制器50获取开机信号时，通过打开进气电磁阀17使储氢罐11通过进气管15与电池电堆16连通，同时储氢罐11的内的压力降低，由于金属氢化物在大气压条件下能够释放氢气，储氢罐11的内的压力降低使得金属氢化物中的氢直接从材料里释放出，并在放氢的过程中会吸热，其化学反应式如下：
2MH＝M+H2
其中，M为储氢合金。
电池电堆16通过供电线路分别向电机30以及总控制器50供给电能，使得电机30、总控制器50可以正常运行，具体地，电机30与两轮电动车的传动机构连接，以向两轮电动车的车轮输出动力，驱动两轮电动车移动。
滚轴风扇19设于电池电堆16的一侧，滚轴风扇19用于冷却电池电堆 16，电堆控制器112还控制滚轴风扇19的转速，以调节滚轴风扇19冷却电池电堆16的效率，使电池电堆16的工作温度被控制在合理的范围内。
电池电堆16上设有温度传感器114；电堆控制器112与温度传感器114 电连接，电堆控制器112根据温度传感器114测得电池电堆16的温度调节滚轴风扇19转速，使得电池电堆16处于最佳的环境温度下工作。电堆控制器 112通过温度传感器114实时监测电池电堆16的温度，滚轴风扇19的转速与电池电堆16的温度成正比，使得电池电堆16的温度保持在正常的范围内，确保燃料电池电堆16的正常运转，进一步地，当温度高于设定值(65℃) 时，进行高温报警，关闭燃料电池电堆16。其中，滚轴风扇19最大风量控制在2.6L/min。
减压阀13、压力传感器14、进气电磁阀17依次设于进气管15上，出气管113与电池电堆16的氢气出口连通，排气电磁阀18设于出气管113上；减压阀13用于储氢罐11内储氢材料压力减压到电池电堆16的氢气进口压力，即储氢罐11出口压力0.2～1.2MPa，减压至电池电堆16进口压力 0.04～0.06MPa，以确保向电池电堆16供给的氢气压力处于稳定的范围内。压力传感器14用于电池电堆16正常启动后，电池电堆16压力值在0.04～ 0.06MPa范围内，电堆控制器112就会打开进气电磁阀17，来使电池电堆16 稳定输出。
集成插口111通过直流稳压器110与电池电堆16的电极电连接，且滚轴风扇19与集成插口111电连接，使得电池电堆16向滚轴风扇19供电；直流稳压器110具体为12VDC稳压器，电池电堆16为风冷自增湿型功率为百瓦级，电池电堆16的额定功率200W，额定电压36V，最高操作温度65℃。为保障电池电堆16转化效率，通过12VDC稳压器将进气电磁阀17、排气电磁阀18、滚轴风扇19和燃料电池控制器的电压均控制在12V。其中，进气电磁阀17是系统启停时氢气供应的开关，氢气排气电磁阀18是系统运行时，氢气吹扫动作的开关，电堆控制器112启动时间<30s。电堆控制器112温度显示、排气时间显示、排气间隙调节等，以保障电池电堆16的稳定输出和耐久性。
其中，储氢罐11为含有固态储氢材料的低压储氢瓶，为稀土系或者钛系储氢材料中的一种或者多种。所述固态储氢材料制备工艺流程包括真空感应熔炼——真空退火——氮气保护破碎——粉体筛分，粉体粒径控制在80～200 目之间。辅助材料包括Al粉、石墨，用于加强储氢合金粉体导热和增强放氢动力学。储氢合金粉体、Al粉和石墨三种粉体之间质量配比为100:5:5，三种粉体进行混料处理，加入混料总质量10％的树脂胶作为粘结剂，固化储氢合粉体，保障储氢合金粉在后续吸放氢循环过程中不易粉化。
进一步地，当压力传感器14测得的气压值大于200kPa或小于20kPa时，燃料电池控制器向总控制器50发射警报信号，并控制进气电磁阀17关闭，以确保电池电堆16的安全运行。
进一步地，如图3所示，还包括DC/DC，电机30通过DC/DC与氢燃料电池装置、蓄电池20电连接，DC/DC输入电压范围控制为10～60V，电机30额定输出电压48V，保障电机30的正常运行。
进一步地，如图2和图3所示，其中，蓄电池20采用“12V，5A”的锂电池，锂电池和电动车整车连接线的五芯电缆处增加通讯模块40，所述通讯模块40包括五芯电缆、RS485通讯芯片，RS485通讯芯片设于五芯电缆上，五芯电缆用于将电机30、燃料电池装置、蓄电池20电连接，使得电机30与燃料电池装置、蓄电池20之间通过五芯电缆、RS485通讯芯片传递信号，并使得总控制器50、电机30、燃料电池装置、蓄电池20之间的串行讯息兼容。
且五芯电缆包括：3条数据线和2条正负极电源线，所述3条数据线为 RS485-A、RS485-B、GND，所述2条正负极电源线用于锂电池和电动车整车连接，通讯模块40可实现电动车整车功率供电模块的切换。2条正负极电源线用于蓄电池20与电机30、电池电堆16的电能传递，RS485-A、RS485-B 用于于蓄电池20、电机30、电池电堆16、总控制器50之间的信号传递，GND 用于接地。
其中，RS-485接口的优点主要有：1.通信速度快，最大传输速度可以达到10Mbps以上。2.RS-485内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力也大大增加。3.传输距离最远可以达到1200米左右，但是她的传输速率和传输距离是成反比的，只有在100Kbps以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。4.可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的RS-485 芯片来看，有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。
进一步地，电堆控制器112控制排气电磁阀18吹扫的时间和频率，即电堆控制器112控制排气电磁阀18每隔一端时间开启一次，且每次排气电磁阀 18的开启时间也由电堆控制器112控制，以排出电池电堆16产生的水和气体等。
如图3所示，还设置有充电器60，用于外接电源通过充电器60给蓄电池充电。
实施例2：
在一个具体地实施例种，根据本申请提出的技术方案，续航里程45km 纯锂电池两轮车电动车，采用本申请提出的技术方案放固态储氢为氢源“电电混动”氢燃料电池两轮车电动车，氢源系统采用2个1sL固态储氢瓶，充氢 100g，实际消耗1.2g/公里，燃料电池发电系统可续航83km，原有锂电可续航续航45km，理论总续航里程达128km，实际运行过程中损耗折算，实际续航里程可达100km。
2019年4月15日《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准(GB 17761-2018)正式执行。新国标对整车和电池技术标准的大提升，深刻改变自行车电池国标电动车、电动摩托车的产业格局及其供应链。新国标电动自行车最高时速为25公里/小时，最高重量55公斤，电机最大功率400W，电池电压不能超过48V。按新国标，理论上锂电池需满足48V33Ah条件，电动车可实现续航100公里。从电池重量角度而言，48V40Ah铅酸电池约50公斤，48V40Ah三元锂电池约40公斤，整车重量将远远超过新国标要求。比较而言，AB5型金属氢化物低压固态储氢瓶，配套200瓦风冷燃料电池堆，重量不超过10kg，且储氢瓶和电堆重量分散，保障车体平衡，整车重量小于40kg，完全满足新国标需求。
因此，固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，续航里程提高到百公里，既能满足新国标，又能满足远途旅行和郊游的需求，将成为绿色、环保、低碳出行的理想选择。
在另一个具体地实施例中，公开了一种增程式“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，第一个“电”是燃料电池提供的“电”，是动力系统中的主要电源，采用以固态储氢为氢源的燃料电池，提供稳定工况下的输出功率；第二个“电”是指储能电池提供的“电”，是动力系统中次电源，用于车辆启动和加速瞬态大功率输。燃料电池系统的动态响应比较慢，在启动、急加速或爬陡坡时氢燃料电池的输出特性无法满足电动车的行驶要求，辅助电池及其管理系统是“电电混动”氢燃料电池电动车动力系统中重要的组成部分，可以在需要的驱动功率大于燃料电池可以提供的功率时，释放存储的电能，从而降低燃料电池的峰值功率需求，使燃料电池工作在一个较稳定的工况下。目前应用于两轮电动车的辅助电池有镍氢电池、锂离子电池、超级电容器等。
如图1所示，燃料电池系统发电模块包括氢气供应子系统和燃料电池电堆及控制器子系统。氢气供应子系统由氢气瓶、瓶口阀、减压阀、压力传感器和气管等顺次连接组成。燃料电池电堆及控制器子系统包含燃料电池电堆、进气阀、排气阀、滚轴风扇、直流稳压器、集成插口和电堆控制器等组成。电堆控制器控制压力传感器、进气电磁阀、排气电磁阀、电堆温度传感器和滚轴风扇，电堆控制器可实现风扇速度调节、温度显示、排气时间显示、排气间隙调节等。
具体实施步骤如下：
1、启动前整车电堆检查，是否存在管路泄露，电路破损情况。
2、依次按车钥匙开锁键，启动键，整车处于待机状态。
3、打开电堆供氢阀门，电堆自动启动，旋转车把为电机供电，整车可整车骑行。
4、系统停车关机顺序，依此关闭电堆进气阀门，钥匙启动键，锁车键，结束关机。
固态储氢为氢源“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，根据续航里程和实际输出功率的需求，配套质子交换膜燃料电池输出功率、储氢瓶容积和数量、储氢合金填充量等参数，满足平原、爬坡等实际路况需求。
本发明的有益效果如下：
1.动力系统中主要电源由固态储氢为氢源的燃料电池提供，动力系统中次电源由储能电池提供。在启动、急加速或爬陡坡时氢燃料电池的输出特性无法满足电动车的行驶要求时，辅助电池及其管理系统释放存储的电能，从而使燃料电池工作在一个较稳定的工况下运行。
2.燃料电池电堆及控制器子系统采用模块化技术。氢气供氢管路的瓶口阀、减压阀和压力传感器模块化设计为组合阀。电池电堆、进气阀、排气阀、滚轴风扇、直流稳压器、集成插口和控制器等集成，控制器可实现风扇速度调节、温度显示、排气时间显示、排气间隙调节等，保障电堆的散热和节约氢气能耗。
3.锂电池和电动车整车连接线的五芯电缆处增加通讯模块，所述通讯模块包括包括3条数据线和2条正负极电源线，所述3条数据线分别为RS485- A、RS485-B、GND，所述2条正负极电源线用于锂电池和电动车整车连接。增加通讯模块实现锂电原装电动车控制策略的创新。
4.依据电机输出功率需求特性，控制电源控制器执行功率调整模式，适当调整氢燃料电池供电与锂电池供电功率命令值，有效解决燃料电池瞬态响应差的问题，使氢燃料电池单元在理想负荷区域工作。
5.采用低压固态储氢供氢单元和风冷质子交换膜燃料电池动力模块单元相结合的方式形成发电系统，具有供氢系统压力低、储氢罐更换便捷、续航里程长、安全可靠等特点。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，包括：
氢燃料电池装置、蓄电池、电机、通讯模块、总控制器，所述电机通过所述通讯模块与所述蓄电池、所述氢燃料电池装置、所述总控制器电连接，所述氢燃料电池装置、所述蓄电池通过供电线向所述电机供电，
其中，所述总控制器与所述氢燃料电池装置、所述蓄电池、所述电机、所述通讯模块均电连接，所述总控制器根据所述氢燃料电池装置的输出电压、所述蓄电池的输出电压控制所述氢燃料电池装置和/或所述蓄电池向所述电机供电。
2.根据权利要求1所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，
若所述氢燃料电池装置的输出电压小于所述氢燃料电池装置的额定电压，则所述总控制器控制所述氢燃料电池装置、所述蓄电池共同向所述电机供电；
若所述氢燃料电池装置的输出电压处于所述氢燃料电池装置的额定电压范围内，则所述总控制器根据所述电机的需求功率与所述氢燃料电池装置的额定功率控制所述氢燃料电池装置和/或所述蓄电池向所述电机供电。
3.根据权利要求2所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，所述总控制器根据所述电机的需求功率与所述氢燃料电池装置的额定功率控制所述氢燃料电池装置和/或所述蓄电池向所述电机供电具体包括：
若所述电机的需求功率大于所述氢燃料电池装置的额定功率，则所述总控制器控制所述氢燃料电池装置、所述蓄电池共同向所述电机供电；
若所述电机的需求功率处于所述氢燃料电池装置的额定功率范围内，则所述总控制器控制所述氢燃料电池装置向所述电机供电。
若所述电机的需求功率小于所述氢燃料电池装置的额定功率，则所述总控制器控制所述氢燃料电池装置向所述电机供电并且给所述蓄电池充电。
4.根据权利要求3所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，
所述总控制器控制所述氢燃料电池装置给所述蓄电池充电具体包括：
当所述蓄电池的电压小于所述蓄电池的正常工作电压的最小值时，所述总控制器控制所述氢燃料电池装置给所述蓄电池充电。
5.根据权利要求1所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，所述氢燃料电池装置具体包括：
氢气供给装置，所述氢气供给装置包括储氢罐、瓶口阀、减压阀、压力传感器、进气管；
电池电堆装置，所述电池电堆装置包括：电池电堆、辅助系统，所述辅助系统用于辅助所述电池电堆的正常运行；
所述辅助系统包括：进气电磁阀、排气电磁阀、滚轴风扇、直流稳压器、集成插口、电堆控制器、出气管；
其中，所述瓶口阀设于所述储氢罐的瓶口处，所述进气管的一端通过所述瓶口阀与所述储氢罐连通、另一端与所述电池电堆连通，所述减压阀、所述压力传感器、所述进气电磁阀依次设于所述进气管上，
所述出气管与所述电池电堆的氢气出口连通，所述排气电磁阀设于所述出气管上；
所述滚轴风扇设于所述电池电堆的一侧；
所述集成插口通过所述直流稳压器与所述电池电堆的电极电连接，且所述滚轴风扇与所述集成插口电连接，使得所述电池电堆向所述滚轴风扇供电；
所述电堆控制器与所述进气电磁阀、所述压力传感器、所述排气电磁阀、所述滚轴风扇均电连接，通过所述电堆控制器控制所述进气电磁阀、所述排气电磁阀的开启或关闭，并通过所述电堆控制器控制所述滚轴风扇的转速。
6.根据权利要求5所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，还包括：
温度传感器，设于所述电池电堆上；
所述电堆控制器与所述温度传感器电连接，所述电堆控制器根据所述温度传感器测得所述电池电堆的温度调节所述滚轴风扇转速，使得电池电堆处于最佳的环境温度下工作。
7.根据权利要求5所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，
当所述压力传感器测得的气压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时，所述燃料电池控制器向所述总控制器发射警报信号，并控制所述进气电磁阀关闭；
优选地，所述第一预设阈值为200kPa，所述第二预设阈值为20kPa。
8.根据权利要求1所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，还包括：
DC/DC，所述电机通过所述DC/DC与所述氢燃料电池装置、所述蓄电池电连接。
9.根据权利要求1所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，所述通讯模块具体包括：
五芯电缆、RS485通讯芯片，所述RS485通讯芯片设于所述五芯电缆上，所述五芯电缆用于将所述电机、所述燃料电池装置、所述蓄电池电连接，且所述五芯电缆包括：RS485-A、RS485-B、GND和2条正负极电源线，所述电源线用于所述蓄电池与所述电机、所述电池电堆装置的电能传递，所述RS485-A、所述RS485-B用于所述蓄电池、所述电机、所述电池电堆装置、所述总控制器之间的信号传递，所述GND用于接地。
10.根据权利要求5所述的固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车，其特征在于，
所述电堆控制器控制所述排气电磁阀吹扫的时间和频率。
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