CN201601512U - 一种电动游览车的燃料电池发电控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于电动游览车的燃料电池发电控制装置。在所述的燃料电池与电机控制器连接的导线上，连接一副控制器，所述副控制器连接一超级电容。本实用新型有益效果：在满足负载快速响应的同时，使得燃料电池内部机械装置能够有足够的调整时间，不至于在电池内部造成局部过热或是干燥等影响燃料电池工作寿命的情况，弥补了燃料电池动态性能上的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电控制装置，特别涉及一种电动游览车的燃料电池发电控制装置。
背景技术
在质子交换膜燃料电池中，由于气压、湿度等都是由机械装置来控制的，受这些装置的反应速度的限制造成燃料电池动态响应比较慢。在负载突然变化的时候，燃料电池的输出电压、输出电流要经过一段比较长的时间(秒级)才能建立起来。同时，在新的稳态建立过程中，电池内部可能因为局部温度、气压、湿度等超标而影响燃料电池寿命，因此燃料电池发电系统需要配置一个辅助储能环节，弥补燃料电池动态响应上的不足。针对燃料电池动态性能上的不足，国内外在这方面的研究还并不多。目前多采用在燃料电池的输出侧并联一个容值很大的超级电容的方法，但是这种方式对电容电压的电压等级要求严格，超级电容的利用率也受到限制。其他的控制方法可以分为两大类。一种是直接对燃料电池的输出电流进行控制，但是这种控制方式需要一个直接和燃料电池相连接的变换器配合，同时需要改变改变换器原有的控制方式，结构相对复杂；另外一种是间接对燃料电池输出电流进行控制，通过控制另外一个和燃料电池并联的电流源控制燃料电池的输出电流。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题克服现有燃料电池动态响应慢的问题，提供一种负载时快速响应的燃料电池发电控制装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现：
本实用新型一种电动游览车的燃料电池发电控制装置，其主要技术特点在于：主要包括燃料电池、传感器、电机控制器、电机、整车控制器、燃料电池控制器、控制器、蓄电池、蓄电池管理系统，所述燃料电池通过一根导线穿过传感器与电机控制器连接，所述电机控制器通过三根导线与电机连接，通过一根导线与整车控制器连接，整车控制器通过导线与燃料电池控制器连接，其同时与蓄电池管理系统连接，蓄电池管理系统与蓄电池连接，蓄电池连接于燃料电池与电机控制器的导线，控制器同样连接于燃料电池与电机控制器的导线，燃料电池控制器与燃料电池连接，在所述的燃料电池与电机控制器连接的导线上，连接一副控制器，所述副控制器连接一超级电容。
本实用新型根据一种电动游览车的燃料电池发电控制装置，其主要技术特点还在于：超级电容由MOS管堆组成。
本实用新型的有益效果为：在满足负载快速响应的同时，使得燃料电池内部机械装置能够有足够的调整时间，不至于在电池内部造成局部过热或是干燥等影响燃料电池工作寿命的情况，弥补了燃料电池动态性能上的不足。
附图说明：
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
图1是动力控制系统结构图
图2是燃料电池游览车控制系统框图
图3是燃料电池游览车能量流管理流程
具体实施方式
如图1所示：燃料电池作为主电源，蓄电池为辅助电源燃料电池电动车控制系统。它由整车控制器、燃料电池发动机、镍氢电池包、驱动系统、车轮等部件组成，控制器、燃料电池发动机、镍氢电池包、驱动系统、车轮等部件组成，各部件通过CAN总线组成一个分布式控制系统，信号传输介质为光纤。FCEV的主电源是燃料电池发动机，它由燃料电池本体和DC/D C变换器组成。燃料电池本体的特性较软，即FC输出电压随负载变化较大，经大功率的DC/DC可转换成稳定、可控的直流电源。FCEV的辅助电源为镍氢电池包，其作用是：1)在燃料电池启动时提供电能；2)FCEV加速或爬坡时提供电能；3)在FCEV再生制动时回收制动反馈能量；4)停车时为控制系统、照明系统、等车载电气设备提供电能。燃料电池发动机和镍氢电池堆并联组成一个48V的高压直流电源。驱动系统由电机(含减速器)和电机控制器组成。
如图2所示：燃料电池电动车动力总成控制系统。从分布式控制系统的角度将整车控制系统结构分为：最高层为组织层，由驾驶员或自动驾驶仪构成；中间层为协调层，根据驾驶员的各种操作和汽车当前的状态解释出驾驶员的意图，同时根据执行层的当前状态，做出最优的协调控制，由驾驶员意图识别、整车模糊控制器、能量管理模块、电机控制器组成；最底层是执行层，有一定的自适应和极限保护功能，由燃料电池发动机、主DC/DC、超级电容、副DC/DC、蓄电池、电机及传动系统等具体的零部件构成。
电机控制器与电机构成的驱动系统类似于传统的车用发动机，它设置为恒扭矩(恒电流)工作方式。燃料电池电动车控制系统的工作过程如下：操纵踏板信息up经踏板挡位处理模块处理后，转换成驱动系统的扭矩给定量u1i，u1i与实际扭矩um的偏差e1m输入模糊逻辑控制器FLC(fuzzy logic con t roller)，FLC是一个驾驶策略控制器，其输出u2i原本可以直接去控制驱动系统的扭矩，但由于车上有燃料电池和镍氢电池2个电源，因此必须根据u2i的大小和2个电源的当前状况确定能量流向及2个电源的分配比例，并实现配比控制，这一工作由能量流管理模块实现。最终将能量流管理模块的输出u3i作为电机控制器的电流给定信号去控制电机驱动电流(控制驱动系统扭矩)，直到扭矩偏差e1m＝0为止。
Claims (2)
1.一种电动游览车的燃料电池发电控制装置，主要包括燃料电池、传感器、电机控制器、电机、整车控制器、燃料电池控制器、控制器、蓄电池、蓄电池管理系统，所述燃料电池通过一根导线穿过传感器与电机控制器连接，所述电机控制器通过三根导线与电机连接，通过一根导线与整车控制器连接，整车控制器通过导线与燃料电池控制器连接，其同时与蓄电池管理系统连接，蓄电池管理系统与蓄电池连接，蓄电池连接于燃料电池与电机控制器的导线，控制器同样连接于燃料电池与电机控制器的导线，燃料电池控制器与燃料电池连接，其特征在于：在所述的燃料电池与电机控制器连接的导线上，连接一副控制器，所述副控制器连接一超级电容。
2.根据权利要求书1所述的一种电动游览车的燃料电池发电控制装置，其特征在于：超级电容由MOS管堆组成。
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