CN113511083A - 氢能源助力车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢能源助力车，包括中控系统、氢燃料电池系统、动力控制系统和锂电池组；所述中控系统控制氢燃料电池系统和动力控制系统工作，并接收氢燃料电池系统和动力控制系统的反馈信息；所述氢燃料电池系统产生电能为中控系统、动力控制系统和锂电池组供电；所述动力控制系统控制行车速度；所述锂电池组为中控系统和动力控制系统供电。本发明通过中控系统控制氢燃料电池系统和动力控制系统工作，并通过氢燃料电池系统和动力控制系统的反馈信息给中控系统，使中控系统能够及时获得整车工况，让中控系统对整车的控制更加合理，进而降低维护成本，提升用户体验。

Description

氢能源助力车
技术领域
本发明涉及一种氢能源助力车。
背景技术
氢能源助力车由于具有续驶里程高以及零排放等优点，因而即将成为未来公共交通工具的一个重要组成部分。但是，由于氢能源助力相比锂电池助力车，多了储氢装置和氢燃料电堆，而目前氢能源助力车的系统配置还比较简单，因此现阶段的氢能源助力车的故障率高、维护频率高，导致用户体验后的好感度不高，维护成本也较高，进而制约了氢能源助力车的发展，因此也就需要对氢能源助力车的系统配置提出更高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统配置合理氢能源助力车，降低维护成本，提升用户体验。
实现本发明目的的技术方案是：氢能源助力车，包括中控系统、氢燃料电池系统、动力控制系统和锂电池组；所述中控系统控制氢燃料电池系统和动力控制系统工作，并接收氢燃料电池系统和动力控制系统的反馈信息；所述氢燃料电池系统产生电能为中控系统、动力控制系统和锂电池组供电；所述动力控制系统控制行车速度；所述锂电池组为中控系统和动力控制系统供电。
进一步地，所述中控系统包括中控模块，以及与中控模块电连接的后轮锁、储氢罐仓锁和前后灯；所述中控模块与氢燃料电池系统和动力控制系统电连接。
进一步地，所述氢燃料电池系统包括由管路依次连通的储氢罐、进气电磁阀、氢燃料电堆和排气电磁阀，以及与进气电磁阀、氢燃料电堆和排气电磁阀电连接的氢燃料电池管理模块；所述氢燃料电池管理模块与中控系统、动力控制系统和锂电池组电连接。
进一步地，所述氢燃料电池系统还包括设置于进气电磁阀和氢燃料电堆之间管路上的压力变送器；所述压力变送器与氢燃料电池管理模块电连接。
进一步地，所述氢燃料电池系统还包括设置于氢燃料电堆上的温度传感器；所述温度传感器与氢燃料电池管理模块电连接。
进一步地，所述氢燃料电池系统还包括设置于储氢罐外部的加热模块；所述加热模块与氢燃料电池管理模块电连接。
进一步地，所述动力控制系统包括电机控制器，以及与电机控制器电连接的左右刹把、助力传感器和动力电机；所述电机控制器与中控系统、氢燃料电池系统和锂电池组电连接。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明通过中控系统控制氢燃料电池系统和动力控制系统工作，并通过氢燃料电池系统和动力控制系统的反馈信息给中控系统，使中控系统能够及时获得整车工况，让中控系统对整车的控制更加合理，进而降低维护成本，提升用户体验。
(2)本发明的中控系统设置了与中控模块电连接的储氢罐仓锁，当储氢罐需要更换时，维护人员可通过手机向中控模块发送开储氢罐仓锁指令，方便维护人员更换储氢罐。
(3)本发明的氢燃料电堆产生的电能通过燃料电池管理模块输送给中控系统、动力控制系统和锂电池组，能够提升电能管理的合理性，避免造成能源浪费。
(4)本发明的氢燃料电池系统在进气电磁阀和氢燃料电堆之间管路上设置压力变送器，当氢燃料电堆的进气压力不足时能够及时通知维护人员更换储氢罐，并及时关闭氢燃料电堆。
(5)本发明的氢燃料电池系统在氢燃料电堆上设置温度传感器，当氢燃料电堆的温度较低时反馈信息给中控系统，以便让中控系统知道氢燃料电堆此时不能启动，避免对氢燃料电堆的寿命造成不良影响。
(6)本发明的氢燃料电池系统在储氢罐外部设置加热模块，避免低温天气下储氢罐内氢气无法释放的现象发生。
(7)本发明的动力控制系统中设置与电机控制器电连接的助力传感器，方便系统辅助控制动力电机的转速，提高安全性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的系统框图。
附图中的标号为：
中控系统1、中控模块1-1电连接的后轮锁1-2、储氢罐仓锁1-3、前后灯1-4；
氢燃料电池系统2、储氢罐2-1、进气电磁阀2-2、氢燃料电堆2-3、排气电磁阀2-4、氢燃料电池管理模块2-5、压力变送器2-6、温度传感器2-7、加热模块2-8；
动力控制系统3、电机控制器3-1电连接的左右刹把3-2、助力传感器3-3、动力电机3-4；
锂电池组4。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备或元件必须具有特定的方位、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。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
(实施例1)
见图1，本实施例的氢能源助力车，包括中控系统1、氢燃料电池系统2、动力控制系统3和锂电池组4。
中控系统1控制氢燃料电池系统2和动力控制系统3工作，并接收氢燃料电池系统2和动力控制系统3的反馈信息。中控系统包括中控模块1-1，以及与中控模块1-1电连接的后轮锁1-2、储氢罐仓锁1-3和前后灯1-4。中控模块1-1与氢燃料电池系统2和动力控制系统3电连接。
氢燃料电池系统2产生电能为中控系统1、动力控制系统3和锂电池组4供电。氢燃料电池系统2包括由管路依次连通的储氢罐2-1、进气电磁阀2-2、氢燃料电堆2-3和排气电磁阀2-4，设置于进气电磁阀2-2和氢燃料电堆2-3之间管路上的压力变送器2-6，设置于氢燃料电堆2-3上的温度传感器2-7，设置于储氢罐2-1外部的加热模块2-8，以及与进气电磁阀2-2、氢燃料电堆2-3、排气电磁阀2-4、压力变送器2-6、温度传感器2-7和加热模块2-8电连接的氢燃料电池管理模块2-5。氢燃料电池管理模块2-5与中控系统1、动力控制系统3和锂电池组4电连接。氢燃料电池管理模块2-5的主要功能是收集压力变送器2-6、温度传感器2-7的信息，并控制进气电磁阀2-2、氢燃料电堆2-3、排气电磁阀2-4和加热模块2-8工作。
动力控制系统3控制行车速度，锂电池组4为中控系统1和动力控制系统3供电。动力控制系统3包括电机控制器3-1，以及与电机控制器3-1电连接的左右刹把3-2、助力传感器3-3和动力电机3-4。电机控制器3-1与中控系统1、氢燃料电池系统2和锂电池组4电连接。电机控制器3-1的主要功能是接收左右刹把3-2和助力传感器3-3的信号并驱动动力电机3-4转动，控制动力电机3-4转速。
本实施例的氢能源助力车的工作原理是：
用户租车时，中控模块1-1会打开后轮锁1-2和前后灯1-4，并向氢燃料电池管理模块2-5和电机控制器3-1发送开机指令，氢燃料电池管理模块2-5启动氢燃料电堆2-3。当氢燃料电池管理模块2-5接收到开机指令，氢燃料电池管理模块2-5会先通过压力变送器2-6检测储氢罐2-1的压力，通过温度传感器2-7检测氢燃料电堆2-3的温度。如果检测到的压力或温度不满足要求则不启动氢燃料电堆2-3，同时向中控模块1-1上传故障信息。如果满足要求，则启动氢燃料电堆2-3，打开进气电磁阀2-2和加热模块2-8。运行过程中，氢燃料电池管理模块2-5会根据温度传感器2-7和氢燃料电堆2-3的输出功率，调节氢燃料电堆2-3的风扇转速和排气电磁阀2-4的排气频率。
用户还车时，中控模块1-1会关闭后轮锁1-2和前后灯1-4，并向氢燃料电池管理模块2-5和电机控制器3-1发送关机指令，氢燃料电池管理模块2-5，检测锂电池组4的剩余电量，如果锂电池组4剩余电量大于预定值，则关闭氢燃料电堆2-3。如果锂电池组4剩余电量小于预定值，则氢燃料电堆2-3继续工作，给锂电池组4充电，直到充满。关闭氢燃料电堆2-3和自己的电源。
待租状态时，中控模块1-1会每隔一段时间会唤醒氢燃料电池管理模块2-5，发送询问剩余气量指令，氢燃料电池管理模块2-5唤醒后会检测锂电池组4的剩余电量，如果锂电池组4剩余电量大于预定值，则关闭氢燃料电堆2-3。如果锂电池组4剩余电量小于预定值，则氢燃料电堆2-3继续工作，给锂电池组4充电，直到充满。关闭氢燃料电堆2-3和自己的电源。这种工作模式既减小待机功耗，又保证下次用户租车时，锂电池组4有足够的电量。
当储氢罐2-1的氢气低于预定值时，中控系统通过后台通知维护人员更换储氢罐2-1，即中控模块1-1发送需要更换储氢罐2-1的信息至后台，后台收到信息后，将更换储氢罐2-1的信息下发至储氢罐2-1附近的维护人员手机上。然后维护人员通过手机向中控模块1-1发送开储氢罐仓锁1-3指令，中控模块1-1收到指令后会打开储氢罐仓锁1-3，更换储氢罐2-1后关闭储氢罐仓锁1-3，同时向后台发送已更换储氢罐2-1的信息。后台收到后，更新储氢罐2-1所在车辆的信息，并刷新车辆的续航里程的信息。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.氢能源助力车，其特征在于：包括中控系统(1)、氢燃料电池系统(2)、动力控制系统(3)和锂电池组(4)；所述中控系统(1)控制氢燃料电池系统(2)和动力控制系统(3)工作，并接收氢燃料电池系统(2)和动力控制系统(3)的反馈信息；所述氢燃料电池系统(2)产生电能为中控系统(1)、动力控制系统(3)和锂电池组(4)供电；所述动力控制系统(3)控制行车速度；所述锂电池组(4)为中控系统(1)和动力控制系统(3)供电。
2.根据权利要求1所述的氢能源助力车，其特征在于：所述中控系统包括中控模块(1-1)，以及与中控模块(1-1)电连接的后轮锁(1-2)、储氢罐仓锁(1-3)和前后灯(1-4)；所述中控模块(1-1)与氢燃料电池系统(2)和动力控制系统(3)电连接。
3.根据权利要求1所述的氢能源助力车，其特征在于：所述氢燃料电池系统(2)包括由管路依次连通的储氢罐(2-1)、进气电磁阀(2-2)、氢燃料电堆(2-3)和排气电磁阀(2-4)，以及与进气电磁阀(2-2)、氢燃料电堆(2-3)和排气电磁阀(2-4)电连接的氢燃料电池管理模块(2-5)；所述氢燃料电池管理模块(2-5)与中控系统(1)、动力控制系统(3)和锂电池组(4)电连接。
4.根据权利要求3所述的氢能源助力车，其特征在于：所述氢燃料电池系统(2)还包括设置于进气电磁阀(2-2)和氢燃料电堆(2-3)之间管路上的压力变送器(2-6)；所述压力变送器(2-6)与氢燃料电池管理模块(2-5)电连接。
5.根据权利要求3所述的氢能源助力车，其特征在于：所述氢燃料电池系统(2)还包括设置于氢燃料电堆(2-3)上的温度传感器(2-7)；所述温度传感器(2-7)与氢燃料电池管理模块(2-5)电连接。
6.根据权利要求3所述的氢能源助力车，其特征在于：所述氢燃料电池系统(2)还包括设置于储氢罐(2-1)外部的加热模块(2-8)；所述加热模块(2-8)与氢燃料电池管理模块(2-5)电连接。
7.根据权利要求1所述的氢能源助力车，其特征在于：所述动力控制系统(3)包括电机控制器(3-1)，以及与电机控制器(3-1)电连接的左右刹把(3-2)、助力传感器(3-3)和动力电机(3-4)；所述电机控制器(3-1)与中控系统(1)、氢燃料电池系统(2)和锂电池组(4)电连接。
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