CN206226082U - 自主/半自主燃料电池移动供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移动供电领域，具体地说是一种自主/半自主燃料电池移动供电系统，包括电源系统连接MCU，用于对系统内部提供电能，同时向外输出电能；运动系统连接MCU，接收MCU发出的运动控制命令，用于完成相应运动动作；摄像头连接无线路由器，采集环境信息发送到无线路由器，无线路由器无线连接控制终端，将环境信息发送到控制终端，并接收控制终端的控制指令，无线路由器另一端通过串口通讯模块连接MCU，将接收到控制终端的控制指令通过串口通讯模块发送到MCU，对系统进行控制。本实用新型使用电动机直接驱动可以极大的提高系统的智能化水平，为智能运动控制提供了基础；提供短时间大功率以及长时间额定功率电能输出。

Description

自主/半自主燃料电池移动供电系统

技术领域

本实用新型涉及移动供电领域，具体地说是一种自主/半自主燃料电池移动供电系统。

背景技术

以往的临时供电系统多采用拖拽式或搬运式，需要使用牵引车或者人力搬运，在一些较为复杂的地形条件下，供电系统无法通过。并且因为以往的供电系统采用汽、柴油机进行发电，在颠簸环境下无法正常工作，主动移动式供电系统需要额外增加一套汽、柴油驱动装置，占用大量的空间，增加了成本。由于燃料电池发电系统无需机械部件，而配套的风扇、气泵、油泵等可以适应颠簸环境，因此燃料电池可以在系统运动的过程中发电。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自主/半自主燃料电池移动供电系统，通过使用燃料电池发出的电能直接驱动电动机，解决了主动移动供电系统结构复杂、空间利用率低的问题。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自主/半自主燃料电池移动供电系统，包括电源系统连接MCU，用于对系统内部提供电能，同时向外输出电能；

运动系统连接MCU，接收MCU发出的运动控制命令，用于完成相应运动动作；

摄像头连接无线路由器，采集环境信息发送到无线路由器，无线路由器无线连接控制终端，将环境信息发送到控制终端，并接收控制终端的控制指令，无线路由器另一端通过串口通讯模块连接MCU，将接收到控制终端的控制指令通过串口通讯模块发送到MCU，对系统进行控制。

所述电源系统包括电源模块、燃料电池和锂电池；

燃料电池连接电源模块，将化学能转化为电能为系统供电；

锂电池连接电源模块，为系统提供电能，并且通过电源模块对外输出交直流电。

所述运动系统包括：减速电机通过电机驱动器连接MCU；离合器通过离合器驱动模块连接MCU；刹车装置通过刹车驱动模块连接MCU。

还包括照明系统连接MCU，用于照明。

所述照明系统包括光源和光源驱动器。

所述电源模块包括：

DC-DC，一端连接燃料电池，另一端通过继电器连接锂电池，为锂电池充电；DC-DC通过继电器分别连接DC-DC和DC-AC，向外输出直流电或交流电。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型使用电动机直接驱动可以极大的提高系统的智能化水平，为智能运动控制提供了基础；

2.本实用新型可以实现系统自主/半自主移动，使供电系统尽快抵达工作地点，实现对系统运动的智能控制，使用燃料电池与锂电池并行工作，可以提供短时间大功率以及长时间额定功率电能输出。

附图说明

图1是本实用新型的控制结构框图；

图2是本实用新型的硬件结构图；其中101为轮胎、102为刹车系统、103为离合器系统、104为减速电机、105为悬架系统、106为底盘、107为控制系统、108为电源管理系统、109为燃料箱、110为燃料电池、111为锂电池、112为照明系统、113为外壳、114为摄像头；

图3是本实用新型的电源管理流程图；

图4是本实用新型的运动控制流程图；

图5是本实用新型的电源模块结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示为本实用新型的控制结构框图。

燃料电池移动供电系统使用自带的无线路由器与控制终端进行通讯，可以发送系统周围环境图像、系统信息，以及接收控制终端发送的指令，操作人员通过观察终端显示的供电系统周围环境，可以操控各个摄像头运动，来观察不同方位的情况，并且根据环境状态，以及目的地来控制系统运动。系统运动系统由装于四个轮胎的减速电机、离合器、刹车、悬架组成，可以实现系统前进、后退、转弯、原地转向等功能。照明系统负责在夜间为控制系统运动提供照明，并且可以提供应急照明。电源系统由燃料电池系统、锂电池系统、电源模块组成：其中燃料电池系统负责将燃料的化学能转化为电能，为系统供电；锂电池系统负责输出以及存储电能；电源模块负责为系统提供电能以及对外输出所需的交直流电。此外，系统可以松开离合器，连接通讯线缆，实现挂车功能；以及安装自主导航系统/跟随系统，实现自动驾驶至目的地或跟随前车运动等功能。

如图2所示为本实用新型的硬件结构图。

101轮胎：驱动整个系统运动；

102刹车系统：当系统需要减速以及制动的时候提供制动力；

103离合器系统：当离合器工作时可以传递减速电机104输出的扭矩，不工作是则不传递减速电机104输出的扭矩；

104减速电机：用于驱动系统运动以及将多余机械能转化为电能；

105悬架系统：保证系统运动过程中尽可能的平稳，对系统起到支撑作用；

106底盘：用于连接底部运动系统，以及支撑外壳113以及其他系统；

107控制系统：包含整车的控制电路以及驱动电路；

108电源管理系统：负责为整车各个系统提供电力以及对外输出电力；

109燃料箱：用于储存燃料电池所需燃料；

110燃料电池系统：用于将燃料转化为电能提供给电源管理系统；

111锂电池系统：用于储存、输出电能；

112照明系统：用于提供照明；

113外壳：用于保护系统关键部分；

114摄像头系统：用于观察系统附近实时情况。

如图3所示为本实用新型的电源管理流程图。

系统启动后，对各部分进行初始化，系统通过无线路由器与控制系统尝试建立连接，连接成功后。如果不开启系统，则保持系统连接等待开机指令；开启系统后首先判断锂电池剩余容量，高于百分之九十则关闭燃料电池系统，低于百分之七十则开启燃料电池系统，并根据控制指令对外提供电能。当接收到关闭指令时，关闭电源系统，退出电源管理程序。

如图4所示为本实用新型的运动控制流程图。

系统启动后，对各部分进行初始化，系统通过无线路由器与控制系统尝试建立连接，连接成功后。处于自动驾驶状态则访问自动驾驶控制模块，获取系统运动控制信息，并控制减速电机、刹车系统、离合器系统做出相应的动作，按照自动驾驶控制模块指令运动；处于手动驾驶模式，系统则按照控制人员的控制指令运动；处于牵引模式，系统则松开离合器，按照控制系统指令控制刹车系统；否则处于静止模式，控制离合器与刹车保证系统处于静止状态。当接到关闭系统指令时，退出运动控制，保证系统静止。

如图5所示为本实用新型的电源模块结构图。

电源模块结构：燃料电池可以通过电源模块内部的DC-DC为锂电池充电或者与锂电池一起对外输出电能，通过DC-DC对其他设备提供直流电或DC-AC为其他设备提供交流电。

电源模块用途：为系统提供各个部件所需电压的直流电，以及对外输出所需的交流电和直流电。

Claims (6)

1.一种自主/半自主燃料电池移动供电系统，其特征在于：包括电源系统连接MCU，用于对系统内部提供电能，同时向外输出电能；

运动系统连接MCU，接收MCU发出的运动控制命令，用于完成相应运动动作；

摄像头连接无线路由器，采集环境信息发送到无线路由器，无线路由器无线连接控制终端，将环境信息发送到控制终端，并接收控制终端的控制指令，无线路由器另一端通过串口通讯模块连接MCU，将接收到控制终端的控制指令通过串口通讯模块发送到MCU，对系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的自主/半自主燃料电池移动供电系统，其特征在于：所述电源系统包括电源模块、燃料电池和锂电池；

燃料电池连接电源模块，将化学能转化为电能为系统供电；

锂电池连接电源模块，为系统提供电能，并且通过电源模块对外输出交直流电。

3.根据权利要求1所述的自主/半自主燃料电池移动供电系统，其特征在于：所述运动系统包括：减速电机通过电机驱动器连接MCU；离合器通过离合器驱动模块连接MCU；刹车装置通过刹车驱动模块连接MCU。

4.根据权利要求1所述的自主/半自主燃料电池移动供电系统，其特征在于：还包括照明系统连接MCU，用于照明。

5.根据权利要求4所述的自主/半自主燃料电池移动供电系统，其特征在于：所述照明系统包括光源和光源驱动器。

6.根据权利要求2所述的自主/半自主燃料电池移动供电系统，其特征在于：所述电源模块包括：

DC-DC，一端连接燃料电池，另一端通过继电器连接锂电池，为锂电池充电；DC-DC通过继电器分别连接DC-DC和DC-AC，向外输出直流电或交流电。