CN1433906A - 电动车辆的燃料电池供电系统 - Google Patents

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vehicle
power supply
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supply system
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CN02101971A
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顾晓青
王兴唤
金家素
卓双之
周虹
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顾晓青
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Abstract

一种电动车辆的燃料电池供电系统，涉及使用燃料电池供电的助力车、三轮车和机动车辆的燃料电池。在所有使用燃料电池的车辆中使用两套燃料电池，通过控制系统与执行机构电连接，可以分别使用其中一只燃料电池，也可以需要大功率供电时两只燃料电池串联或并联使用。

Description

电动车辆的燃料电池供电系统
一.技术领域
本发明涉及一种以燃料电池为动力的电动车辆的供电系统，尤其是由双“金属—空气”电池供电的系统。
二.背景技术
目前车行道上行驶的车辆均为使用矿物燃料作为动力的车辆，厂内机动车也只有充电电池供电的车辆，没有燃料电池供电的车辆，尤其是由两只“金属—空气”电池供电的车辆。
三.发明内容
本发明的目的是提供一种电动车辆的燃料电池供电系统，涉及使用燃料电池供电的车辆包括助力车、三轮车和机动车。在所有使用燃料电池的车辆中，短程或厂内机动车可以只使用一套燃料电池。在所有情况下车辆都可以使用两套燃料电池，一套燃料电池使用时另一套燃料电池备用，当一套燃料电池的燃料消耗完毕另一套燃料电池接着开始使用，这时在有电池站的地方就可以对消耗完燃料的电池进行更换或添加电池燃料，使车辆在电池站系统覆盖的范围内，可以不限距离的行驶。在需要大电流供电时两只燃料电池串联或并联使用。
本发明的目的所采用的技术方案是：在所有使用燃料电池的车辆中，燃料电池通过控制系统与执行机构电连接，在车体中有固定或连接两套燃料电池的装置，控制系统选择其中一只燃料电池与执行机构电连接或将两只燃料电池串联或并联后与执行机构电连接。控制系统可以是单刀双掷开关，一只燃料电池通过控制系统连接在地和执行机构之间；控制系统也可以是两只单刀单掷开关，燃料电池通过通过控制系统单独或并联连接在地和执行机构之间；控制系统还可以是两只分别连接两只燃料电池相同极性电极的单刀双掷开关和与一只燃料电池正极、另一只燃料电池负极连接的单刀单掷开关构成，燃料电池通过控制系统使一只燃料电池单独或两只燃料电池串联连接在地和执行机构之间。控制系统也可以是与执行机构为一体的电控器的一部分。可以设置电池的位置分别是在车辆的前部或后部或腰部；可以将两只燃料电池设置于一处，也可以将两只燃料电池分别设置在适用于安置电池的不同的位置，还可以将两只燃料电池共同设置在一个电池盒内。燃料电池与车辆的连接方式采用连接件连接，或者车辆内有与燃料电池外形吻合的结构，燃料电池置于该结构内。当其中一套燃料电池使用时，另一套燃料电池备用，当一套燃料电池的燃料消耗完毕时控制系统接通另一套燃料电池使用，这时在有电池站的地方就可以对消耗完燃料的电池进行更换或添加电池燃料，使车辆在电池站系统覆盖的范围内，可以不限距离的行驶。在坡道上或需要大功率行驶时，控制系统接通两套燃料电池，使其串联或并联，加大电池输出功率，满足上坡或大功率行驶的需要。
本发明与现有技术相比，由于在车辆上有两套燃料电池的固定或连接结构，车辆采用两套燃料电池轮换供电，使车辆在行驶中在全部电池放电完毕前可以到电池站更换或添加电池燃料，这样在电池站系统覆盖的范围内，电动车辆可以不限距离的行驶。在上坡或需要大功率行驶时能够同时接通两套燃料电池，满足大功率行驶的需要，这就使电动车辆的普遍使用成为现实。
四.附图说明
下面结合附图进一步说明本发明。
本发明有如下附图：
图1是供电系统连接框图。
图2是控制系统为单刀双掷开关的电路连接示意图。
图3是控制系统为两只单刀单掷开关的电路连接示意图。
图4是控制系统为两只单刀双掷开关和一只单刀单掷开关的电路连接示意图。
图5是在车辆前部设置双电池的示意图。
图6是在车辆后部设置双电池的示意图。
图7是双电池设置在车辆腰部的结构意图。
图8是在轿车前部设置双电池的结构示意图。
图9是在轿车后部设置双电池的结构示意图。
图10是双电池设置在电动助力车车架内的结构示意图。
图11是双电池设置在电动助力车后坐座两侧的结构示意图。
图12是双电池分别设置在尾座和车架内的结构示意图。
图13是尾座上的电池盒内包含双电池的结构示意图。
图14是在三轮车内设置双燃料电池的结构示意图。
图15是在电瓶叉车上使用双燃料电池的示意图。
图16是在助力车车架内设置的燃料电池连接结构示意图。
图17是在一个电池盒与车架用螺栓连接的示意图。
图18是在电池盒内含有双燃料电池的剖面示意图。
图19是将燃料电池固定在搁架上的结构示意图。
图20是由一端平行取送燃料电池的固定结构示意图。
图21是有滚筒取送燃料电池结构处于固定燃料电池状态时的结构示意图。
图22是有滚筒取送燃料电池结构处于取送燃料电池状态时的结构示意图。
图中：(1)双燃料电池；(2)燃料电池1；(3)燃料电池2；(4)车体；(5)控制系统；(6)执行机构(7)螺栓；(8)栏杆；(9)隔挡；(10)盖；(11)勾臂；(12)托柄；(13)滚轮托；(14)滚轮；(15)托柄支撑；(16)轴
五.具体实施方式
图1中：双燃料电池(1)通过控制系统(5)与执行机构(6)，由执行机构(6)驱动车辆或完成其它任务。
图2中：双燃料电池(1)中，燃料电池1(2)、燃料电池2(3)极性相同的一端接地，一单刀双掷开关K1接通其中一只燃料电池的另一端，与执行机构电连接。
图3中：双燃料电池(1)中，燃料电池1(2)、燃料电池2(3)极性相同的一端接地，两只单刀单掷开关K2或K3接通其中一只燃料电池的另一端，或K21和K3同时连接两只燃料电池的另一端与执行机构电连接。两只燃料电池都连接时为并联连接。在驱动功率不大的时候，使用单电池供电，并且集中使用其中一只电池。在需要较大的驱动功率时，例如上坡、高速行驶时，两只电池并联，使电池的输出电流较大，使车辆具有较大的功率。
图4中：控制系统由单刀双掷开关K4、K5、单刀单掷开关K6组成，当K4和K5同时接通其中一只燃料电池时，该只燃料电池被使用，当K4接通燃料电池1(2)、K5接通燃料电池2(3)、K6闭合，两只燃料电池串联连接向控制系统提供电压。在驱动功率不大的时候，使用单电池供电，并且集中使用其中一只电池。在需要较大的驱动功率时，例如上坡、高速行驶时，两只电池串联，使电池的输出电压较大，使车辆具有较大的功率。
图5中：三个视图显示了燃料电池(1)在车体(4)前部设置的位置，可以理解为在原发动机的位置，改为设置燃料电池的位置。
图6中：三个视图显示了燃料电池(1)设置在车体(4)后部设置的位置，如果是客车，刚好是在后座位下面，不占车厢内空间。
图7中：双电池(1)设置在车体(4)腰部，当车辆是货车或大客车时，可以方便的更换电池。
图8是在轿车前部设置双电池的结构示意图，图中：两个视图显示了车体(4)为轿车车体，双电池(1)设置在车体的前部。
图9是在轿车后部设置双电池的结构示意图，图中车体(4)为轿车车体，双电池(1)设置在车体的后部。
图10是双电池设置在电动助力车车架内的结构示意图，图中：车体(4)为电动助力车车体，电池1(2)、电池2(3)设置在车体的车架结构内。
图11是双电池设置在电动助力车后坐下两侧的结构示意图，图中：车体(4)为电动助力车车体，双电池(1)设置在车体的后坐下两侧。
图12是双电池分别设置在尾座和车架内的结构示意图，图中：车体(4)为电动助力车车体，电池1(2)设置在尾座上，电池2(3)设置在车架内，两只电池分别由车辆内的选择开关控制使用。
图13是尾座上的电池盒内包含双电池的结构示意图，图18是电池盒的剖面示意图，图中：车体(4)为电动助力车车体，双电池(1)设置在尾座上，电池(1)的盒内有两只电池：电池1(2)、电池2(3)设置在双电池(1)的盒内。
图14是三轮车内设置设置双燃料电池的结构示意图，图中：车体(4)为三轮车车体，俯视图为车架示意图，两个视图共同显示出两只燃料电池的位置分别在座椅旁的两侧。
图15是在电瓶叉车上使用双燃料电池的示意图图中：在座椅下的电池盒内设置两个燃料电池。
图16是在助力车车架内的设置的燃料电池连接结构示意图，图中：车体(4)的钢架之间左右两侧分别设置一只燃料电池。
图17是在一个电池盒与车架用螺栓连接的示意图，图中：燃料电池(1）的底部由螺栓(7)与车体(4)连接。
图18是在电池盒内含有双燃料电池的剖面示意图，图中；两只燃料电池共同设置于一个电池盒内。
图19是将燃料电池固定在搁架上的结构示意图，图中：燃料电池(1)由螺栓(7)与车体(4)的连接结构连接。
图20是由一端平行取送燃料电池的固定结构示意图，图中：两只燃料电池1(2)和燃料电池2(3)并列设置于电池盒内，由隔挡(9)限定位置，隔挡(9)有适宜于搁置栏杆(8)的凹型结构，搁置于隔挡(9)的栏杆(8)能防止车辆运行中燃料电池的窜动。盖(10)作为车辆的状态外观的一部分。三个视图显示燃料电池的位置状况。装卸电池时需要机械的帮助。
图21是有滚筒取送燃料电池结构处于固定燃料电池状态时的固定结构示意图；
图22是有滚筒取送燃料电池结构处于取送燃料电池状态时的结构示意图。
图中：两只燃料电池1(2)、燃料电池2(3)共同置于一个位置内。每个勾臂(11)有两个铰，一个铰的轴(16)连接在车辆上，另一个铰与滚轮托连接。两个勾臂(11）呈平行四边形，其中靠近盖(10)的勾臂(11)有托柄(12)，托柄(12)与勾臂(11)的夹角小于90度。当托柄(12)与勾臂(11)沿铰一起转动时，两只勾臂同时运动，铰连接的滚轮托(13)随之运动，将其上的燃料电池(1)举起或落下。落下时隔挡(9)的凸起部分挡住燃料电池(1)，使之不能窜动。举起时，燃料电池(1)底部高度已高过隔挡(9)的凸起部分，利用滚轮托(13)上的滚轮(14)，不费力的就可以移动燃料电池(1)，便于更换或添加电池燃料。盖(10)作为车辆外观的一个部分，兼有保护燃料电池的作用。

Claims (9)

1.一种电动车辆的燃料电池供电系统，在车体中燃料电池由控制系统控制与执行机构电连接，其特征在于：在车体中有固定或连接两套燃料电池的装置，控制系统选择其中一只燃料电池与执行机构电连接或将两只燃料电池串联或并联后与执行机构电连接。
2.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：控制系统为单刀双掷开关，一只燃料电池通过控制系统连接在地和执行机构之间。
3.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：控制系统为两只单刀单掷开关，燃料电池通过通过控制系统单独或并联连接在地和执行机构之间。
4.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：控制系统为两只分别连接两只燃料电池相同电极的单刀双掷开关和与一只燃料电池正极、另一只燃料电池负极连接的单刀单掷开关构成，燃料电池通过控制系统使一只燃料电池单独或两只燃料电池串联连接在地和执行机构之间。
5.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：设置燃料电池的位置分别为车辆的前部或后部或腰部。
6.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：两只燃料电池分别设置在适用于安置电池的不同的位置。
7.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：两只燃料电池共同设置在一个电池盒内。
8.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：燃料电池与车辆的连接方式采用连接件连接。
9.由权利要求1所述之电动车辆的燃料电池供电系统，其特征在于：车辆内有与燃料电池外形吻合的结构，燃料电池置于该结构内。
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