CN208208917U - 一种燃料电池保护系统 - Google Patents

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王成林
冯锦才
李殿鹤
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Abstract

本实用新型实施例公开了一种燃料电池保护系统,包括:所述温控开关的一端与所述加热模块的一端连接,所述温控开关的另一端与所述加热电池的一端连接,所述加热模块的另一端与所述加热电池的另一端连接,所述加热电池的一端还分别与所述质子交换膜燃料电池的一端、所述再生制动模块连接,所述加热电池的另一端还与所述电量检测模块的一端连接,所述质子交换膜燃料电池的另一端与所述控制模块的一端连接,所述控制模块的另一端与所述电量检测模块的另一端连接。采用本实用新型,可以提高加热电池的续航能力,从而保证质子交换膜燃料电池在低温环境中不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。

Description

一种燃料电池保护系统
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域,尤其涉及一种燃料电池保护系统。
背景技术
随着电子技术的发展,新能源汽车逐渐成为汽车市场的主流。燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源,由于其高效率和低排放等众多优点,逐渐成为了车载发动机的研究重点。在燃料电池汽车的应用中,通过24伏特(V)的电源保持燃料电池的控制器常电,可以有效地监控燃料电池的状态。
目前氢能源汽车基本采用质子交换膜燃料电池,而在质子交换膜燃料电池工作过程中,会生成大量的水,当燃料电池内温度低于0℃(摄氏度)时,空气增湿中的水很容易结冰并对质子交换膜造成伤害,甚至会使质子交换膜被戳穿,导致燃料电池报废。所以,现有的燃料电池保护系统主要是:利用24V加热电池对燃料电池系统进行保温加热。然而,当加热功率较大或加热时间较长时, 24V加热电池的电能很快就会耗尽,如何保证24V加热电池的续航能力,从而保证质子交换膜燃料电池在低温环境下不受损坏,成为了当前燃料电池保护系统亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供一种燃料电池保护系统,可以提高加热电池的续航能力,从而保证质子交换膜燃料电池在低温环境(低于0℃)中不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。
本实用新型实施例提供了一种燃料电池保护系统,该燃料电池保护系统包括至少一组质子交换膜燃料电池,还包括温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块,其中:
所述温控开关的一端与所述加热模块的一端连接,所述温控开关的另一端与所述加热电池的一端连接;
所述温控开关,用于若检测到所述燃料电池保护系统当前的温度小于第一阈值,接通所述加热电池与所述加热模块的连接;
所述加热模块的另一端与所述加热电池的另一端连接;
所述加热模块,用于从所述加热电池中获取电能对所述燃料电池保护系统进行加热;
所述加热电池的一端还分别与所述质子交换膜燃料电池的一端、所述再生制动模块连接,所述加热电池的另一端还与所述电量检测模块的一端连接;
所述再生制动模块,用于产生电能,并利用产生的电能对所述加热电池进行充电;
所述电量检测模块,用于检测所述加热电池的剩余电量;
所述质子交换膜燃料电池的另一端与所述控制模块的一端连接;
所述控制模块的另一端与所述电量检测模块的另一端连接;
所述控制模块,用于从所述电量检测模块中获取所述加热电池的剩余电量;
所述控制模块,还用于判断所述加热电池的剩余电量是否小于第二阈值,若是,控制所述至少一组质子交换膜燃料电池对所述加热电池进行充电。
在一种可能的设计中,所述控制模块具体用于:
当所述加热电池的剩余电量小于所述第二阈值时,检测所述燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,若所述处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量大于第三阈值,则控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池对所述加热电池进行充电。
在一种可能的设计中,所述控制模块还用于:
当所述处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量小于或等于所述第三阈值时,向用户对应的目标终端发送包含所述加热电池的剩余电量的电量提示信息,所述电量提示信息用于提示所述用户对所述加热电池进行充电。
在一种可能的设计中,所述燃料电池保护系统还包括DCDC转换器;
所述DCDC转换器的一端与所述加热电池的一端连接,所述DCDC转换器的另一端与所述质子交换膜燃料电池的一端连接;
所述DCDC转换器,用于将所述质子交换膜燃料电池产生的高压电转换成固定电压值的低压电;
所述控制模块具体用于:
当所述加热电池的剩余电量小于所述第二阈值时,则控制所述至少一组质子交换膜燃料电池通过所述DCDC转换器对所述加热电池进行充电。
在一种可能的设计中,所述再生制动模块包括电机、牵引变流器以及驱动轴;
所述牵引变流器的一端与所述加热电池的一端连接,所述牵引变流器的另一端与所述电机的一端连接;
所述电机的另一端与所述驱动轴的一端连接;
所述驱动轴的另一端与驱动轮连接;
当检测到制动操作产生的制动信号时,断开所述电机的输入电源,所述电机的状态由电动机状态变为发电机状态,所述驱动轮上的机械能通过所述驱动轴传送给所述电机,所述电机将所述驱动轴上的机械能转换成交流电,所述牵引变流器将所述电机上产生的交流电转换成直流电对所述加热电池充电。
在一种可能的设计中,所述加热电池为24V铅酸电池;
所述加热模块为PTC热敏电阻。
本实用新型实施例的燃料电池保护系统包括至少一组质子交换膜燃料电池,还包括温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块,该温控开关的一端与该加热模块的一端连接,该温控开关的另一端与该加热电池的一端连接,该加热模块的另一端与该加热电池的另一端连接,该加热电池的一端还分别与该质子交换膜燃料电池的一端、该再生制动模块连接,该加热电池的另一端还与该电量检测模块的一端连接,该质子交换膜燃料电池的另一端与该控制模块的一端连接,该控制模块的另一端与该电量检测模块的另一端连接。通过再生制动模块、质子交换膜燃料电池给加热电池进行充电,可以保证加热电池持续地给加热模块提供电能,可以提高加热电池的续航能力,从而保证质子交换膜燃料电池在低温环境(低于0℃)中不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种燃料电池保护系统的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的另一种燃料电池保护系统的结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的一种燃料电池保护系统的工作流程图;
图4是本实用新型实施例提供的另一种燃料电池保护系统的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应当理解,在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
下面将结合附图1-附图4,对本实用新型实施例提供的燃料电池保护系统进行详细介绍。
参见图1,是本实用新型实施例提供的一种燃料电池保护系统的结构示意图,如图1所示,该燃料电池保护系统可包括至少一组质子交换膜燃料电池,还可包括温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块。其中,该温控开关的一端与该加热模块的一端连接,该温控开关的另一端与该加热电池的一端连接;该加热模块的另一端与该加热电池的另一端连接;该加热电池的一端还分别与该质子交换膜燃料电池的一端、该再生制动模块连接,该加热电池的另一端还与该电量检测模块的一端连接;该质子交换膜燃料电池的另一端与该控制模块的一端连接;该控制模块的另一端与该电量检测模块的另一端连接。
在本实用新型实施例中,该温控开关可以检测该燃料电池保护系统当前的温度,并判断该燃料电池保护系统当前的温度是否小于第一阈值,例如第一阈值为5℃(摄氏度),若是,该温控开关可以接通该加热电池与该加热模块的连接。该加热模块可以从该加热电池中获取电能,并将获取到的电能转换成热能对该燃料电池保护系统进行加热。由于加热模块对燃料电池保护系统进行加热时,消耗了加热电池中储存的电能,所以与加热电池一端连接的再生制动模块在产生电能时,可以利用产生的电能对加热电池进行充电。此外,该电量检测模块可以实时监测该加热电池的剩余电量,并将监测到的该加热电池的剩余电量上报给该控制模块,该控制模块可以接收该电量检测模块上报的该加热电池的剩余电量,并判断该加热电池的剩余电量是否小于第二阈值,例如第二阈值为加热电池总电容量的20%,若是,该控制模块可以控制该至少一组质子交换膜燃料电池对该加热电池充电。通过再生制动模块和质子交换膜燃料电池对加热电池进行充电,可以提高加热电池的续航能力,从而可以保证质子交换膜燃料电池在低温环境(低于0℃)中不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。
参见图2,是本实用新型实施例提供的另一种燃料电池保护系统的结构示意图。
需要说明的是,该燃料电池保护系统中的加热电池可以为24V铅酸电池,还可以是其他类型的蓄电池如锂离子电池等;加热模块可以为贴片状的正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient,简称PTC热敏电阻),还可以为普通的加热电阻或电加热元件如电加热圈、电热棒、电热丝等等;电量检测模块可以为电量检测芯片BQ27510等;控制模块可以为控制器;再生制动模块 RB可以包括驱动轴、电机以及牵引变流器;该燃料电池保护系统还可以包括 DCDC转换器。
在本实用新型实施例中,该燃料电池保护系统可包括至少一组质子交换膜燃料电池,还可包括温控开关K1、24V铅酸电池、PTC热敏电阻、控制器、电量检测芯片BQ27510、DCDC转换器、驱动轴、电机以及牵引变流器。其中,温控开关K1的一端与PTC热敏电阻的一端连接,温控开关K1的另一端可以与24V铅酸电池的一端连接;PTC热敏电阻的另一端与24V铅酸电池的另一端连接;24V铅酸电池的一端还分别与牵引变流器的一端、DCDC转换器的一端连接,24V铅酸电池的另一端还与电量检测芯片BQ27510的一端连接;牵引变流器的另一端与电机的一端连接;电机的另一端与驱动轴的一端连接;驱动轴的另一端与驱动轮连接;DCDC转换器的另一端与质子交换膜燃料电池的一端连接;质子交换膜燃料电池的另一端与控制器的一端连接;控制器的另一端与电量检测芯片BQ27510的另一端连接。
在本实用新型实施例中,温控开关K1可以实时监测燃料电池保护系统当前的温度,并判断燃料电池保护系统当前的温度是否小于第一阈值,例如第一阈值可以为5℃,若是,温控开关K1闭合,从而接通24V铅酸电池与PTC热敏电阻的回路。PTC热敏电阻从24V铅酸电池中获取电能,并将获取到的电能转换成热能对燃料电池保护系统进行加热。由于PTC热敏电阻在对燃料电池保护系统进行加热时,消耗了24V铅酸电池中储存的电能,所以当再生制动模块RB 产生电能时,利用再生制动模块RB产生的电能对24V铅酸电池进行充电。当检测到用户踩刹车或靠边停车产生的制动信号时,切断电机的输入电源,此时驱动轮由于惯性作用做减速运动,通过与之连接的驱动轴传送给电机,带动电机的转子转动,此时电机从电动机变为异步发电机,将驱动轴上的机械能转换成电能,由机械能转换成的电能为交流电,牵引变流器将电机上产生的交流电转换成直流电给24V铅酸电池充电。此外,电量检测芯片BQ27510实时监测24V 铅酸电池的剩余电量,并将监测到的24V铅酸电池的剩余电量上报给控制器,控制器接收电量检测芯片BQ27510上报的24V铅酸电池的剩余电量,并判断24V铅酸电池的剩余电量是否小于第二阈值,例如第二阈值为24V铅酸电池总电容量的20%,若是,控制器控制至少一组质子交换膜燃料电池通过DCDC转换器将质子交换膜燃料电池产生的高压电转换成24V的低压电,对24V铅酸电池进行充电。通过再生制动模块RB和质子交换膜燃料电池对24V铅酸电池进行充电,可以提高24V铅酸电池的续航能力,从而可以保证在低温环境(低于0℃) 中,质子交换膜燃料电池不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。
在可选实施例中,控制器在判断24V铅酸电池的剩余电量小于第二阈值时,控制器可以检测燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,并判断处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量是否大于第三阈值,若是,则控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池通过DCDC转换器将质子交换膜燃料电池产生的高压电转换成24V的低压电,并对24V铅酸电池进行充电。其中,第三阈值可以为预设的固定数值,也可以是根据燃料电池保护系统中质子交换膜燃料电池的总数量设定的,例如燃料电池保护系统中质子交换膜燃料电池的总数为6组,第三阈值可以为质子交换膜燃料电池的总数的一半(即3 组)等。通过检测燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,可以在新能源汽车电能充足时,利用处于工作状态的质子交换膜燃料电池多余的电能对24V铅酸电池进行充电,既保证了新能源汽车的正常运行,也保证了24V铅酸电池的续航能力,从而保证了质子交换膜燃料电池不受损害,提高了质子交换膜燃料电池的使用寿命。
在可选实施例中,燃料电池保护系统还可以包括无线网络模块,控制器的一端还与无线网络模块连接。控制器还可以用于在判断处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量小于或等于第三阈值时,通过无线网络模块例如蓝牙、无线局域网(Wireless Local AreaNetworks,WLAN)等向用户对应的目标终端发送包含24V铅酸电池的剩余电量的电量提示信息。其中,无线网络模块可以集成在控制器上,也可以独立于控制器存在。用户对应的目标终端可以为智能手机、笔记本电脑、智能手表、IPAD等智能设备。电量提示信息可以用于提示用户对 24V铅酸电池进行充电。通过无线网络模块向目标终端发送电量提示信息,提示用户对24V铅酸电池进行充电,能够有效防止在质子交换膜燃料电池长时间不工作的情况下24V铅酸电池过放,导致PTC热敏电阻的加热效率低下,从而不能给质子交换膜燃料电池加热保温,导致质子交换膜燃料电池损害等问题。
本实用新型实施例中,质子交换膜燃料电池的另一端与控制器的一端连接;控制器的另一端与电量检测芯片BQ27510的另一端连接,当控制器判断24V铅酸电池的剩余电量小于第二阈值时,检测燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,当处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量大于第三阈值时,控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池对24V铅酸电池进行充电;当处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量小于或等于第三阈值时,通过无线网络模块向用户对应的目标终端发送包含24V铅酸电池的剩余电量的电量提示信息,从而可以保证在不同的场景下,24V铅酸电池不过放,保证了24V铅酸电池的续航能力,进而保证了质子交换膜燃料电池在低温环境(低于 0℃)中不受损害,提高了质子交换膜燃料电池的使用寿命。
参见图3,是本实用新型实施例提供的一种燃料电池保护系统的工作流程图,该燃料电池保护系统可以应用于新能源汽车,该燃料电池保护系统包括至少一组质子交换膜燃料电池,还包括温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块,如图3所示,该燃料电池保护系统的工作流程包括但不限于以下步骤:
S301,若检测到所述燃料电池保护系统当前的温度小于第一阈值,接通所述加热电池与所述加热模块的连接。
在本实用新型实施例中,置于燃料电池保护系统内部的温控开关可以检测该燃料电池保护系统内部当前的温度,并判断该燃料电池保护系统内部当前的温度是否小于第一阈值,例如第一阈值可以为5℃,若是,说明该燃料电池保护系统内部当前的温度较低,需要对燃料电池保护系统进行加热保温,该燃料电池保护系统中的温控开关可以闭合,从而接通该燃料电池保护系统中的加热电池和加热模块的连接。
S302,从所述加热电池中获取电能对所述燃料电池保护系统进行加热。
在本实用新型实施例中,当该燃料电池保护系统中的加热电池和加热模块的连接接通后,该燃料电池保护系统中的加热模块可以从与之连接的加热电池中获取电能,并将获取到的电能转换成热能对该燃料电池保护系统进行加热。其中,该加热电池可以为24V铅酸电池,还可以为其他蓄电池如锂离子电池等。该加热模块可以为PTC热敏电阻,还可以为普通的加热电阻或电加热元件如电加热圈、电热棒、电热丝等。
S303,当再生制动模块产生电能时,利用产生的电能对所述加热电池进行充电。
在本实用新型实施例中,由于该燃料电池保护系统中的加热模块与加热电池的连接接通后,加热模块消耗了加热电池储存的电能,因此可以当该燃料电池保护系统中的再生制动模块产生电能时,利用产生的电能对该燃料电池保护系统中的加热电池进行充电。
在可选实施例中,该燃料电池保护系统中的再生制动模块可以包括电机、牵引变流器以及驱动轴。该驱动轴可以用于连接驱动轮和该电机。该驱动轮可以为新能源汽车的车轮(包括前轮和/或后轮)。当检测到用户踩刹车或靠边停车产生的制动信号时,断开该电机的输入电源,此时驱动轮由于惯性作用做减速运动,通过与之连接的驱动轴传送给电机,带动电机的转子转动,此时电机从电动机变为异步发电机,将驱动轴上的机械能转换成电能,由于机械能转换成的电能为交流电,牵引变流器将电机上产生的交流电转换成直流电给加热电池充电。本实用新型实施例利用再生制动模块将驱动轮的机械能转换成电能对加热电池进行充电,能够提高能源的利用率。
S304,检测所述加热电池剩余电量。
在本实用新型实施例中,该燃料电池保护系统中的电量检测模块可以实时检测该燃料电池保护系统中的加热电池的剩余电量,并将检测到的该加热电池的剩余电量上报给该燃料电池保护系统的控制模块。其中,该燃料电池保护系统中的电量检测模块可以为电量检测芯片BQ27510等。
S305,判断所述加热电池的剩余电量是否小于第二阈值。
在本实用新型实施例中,该燃料电池保护系统中的控制模块可以接收该燃料电池保护系统中的电量检测模块上报的该加热电池的剩余电量,并可以判断该加热电池的剩余电量是否小于第二阈值。其中,该第二阈值可以为该加热电池总电容量的20%。
S306,若是,则控制所述至少一组质子交换膜燃料电池对所述加热电池进行充电。
在本实用新型实施例中,若是,即该加热电池的剩余电量小于上述第二阈值,说明该加热电池的剩余电量低,该燃料电池保护系统中的控制模块可以控制该燃料电池保护系统中的至少一组质子交换膜燃料电池对该加热电池进行充电;若否,即该加热电池的剩余电量大于或等于上述第二阈值,说明该加热电池的剩余电量充足,则该控制模块不做任何操作,上述电量检测模块可以继续检测该加热电池的剩余电量。通过电量检测模块实时检测加热电池的剩余电量,可以及时有效地给加热电池充电,防止加热电池过放,从而保证质子交换膜燃料电池不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。
在可选实施例中,该燃料电池系统还可以包括DCDC转换器。若该加热电池的剩余电量小于上述第二阈值时,说明该加热电池的剩余电量低,该燃料电池保护系统中的控制模块可以控制该燃料电池保护系统中的至少一组质子交换膜燃料电池通过DCDC转换器将质子交换膜燃料电池产生的高压电转换成固定电压值的低压电,对该加热电池进行充电;若否,即该加热电池的剩余电量大于或等于第二阈值,说明该加热电池的剩余电量充足,则该控制模块不做任何操作,上述电量检测模块可以继续检测该加热电池的剩余电量。其中,上述第二阈值可以为该加热电池总电容量的20%。
本实用新型实施例中的燃料电池保护系统包括至少一组质子交换膜燃料电池、温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块,燃料电池保护系统若检测到该燃料电池保护系统当前的温度小于第一阈值,接通该加热电池与该加热模块的连接,再从该加热电池中获取电能对该燃料电池保护系统进行加热,当再生制动模块产生电能时,利用产生的电能对该加热电池进行充电,同时检测该加热电池剩余电量,判断该加热电池的剩余电量是否小于第二阈值,若是,则控制该至少一组质子交换膜燃料电池对该加热电池进行充电。可以提高加热电池的续航能力,从而保证在低温环境(低于0℃) 中,质子交换膜燃料电池不受损害,提高质子交换膜燃料电池的使用寿命。
参见图4,是本实用新型实施例提供的另一种燃料电池保护系统的工作流程图,该燃料电池保护系统可以应用于新能源汽车,该燃料电池保护系统包括至少一组质子交换膜燃料电池,还包括温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块,如图4所示,该燃料电池保护系统的工作流程包括但不限于以下步骤:
S401,若检测到所述燃料电池保护系统当前的温度小于第一阈值,接通所述加热电池与所述加热模块的连接。
S402,从所述加热电池中获取电能对所述燃料电池保护系统进行加热。
S403,当再生制动模块产生电能时,利用产生的电能对所述加热电池进行充电。
S404,检测所述加热电池剩余电量。
S405,判断所述加热电池的剩余电量是否小于第二阈值。
本实用新型实施例中的步骤S401-步骤S405请参照图3所示实施例中的步骤S301-步骤S305,在此不再赘述。
S406,若所述加热电池的剩余电量小于所述第二阈值,检测所述燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量。
在本实用新型实施例中,若该燃料电池保护系统中的加热电池的剩余电量小于上述第二阈值,说明该加热电池的剩余电量低,该燃料电池保护系统中的控制模块可以检测该燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量。其中,上述第二阈值可以为该加热电池总电容量的20%。该处于工作状态的质子交换膜燃料电池可以为发生氢气反应产生电能的质子交换膜燃料电池。
S407,若所述处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量大于第三阈值,则控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池对所述加热电池进行充电。
在本实用新型实施例中,若该处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量大于第三阈值,说明质子交换膜燃料提供给新能源汽车的电能充足,该燃料电池保护系统中的控制模块可以控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池对该燃料电池保护系统中的加热电池进行充电。例如,处于工作状态的质子交换膜燃料电池分别为A、B、C三组,控制模块可以根据预设的规则选择A、B、C 三组中的一组质子交换膜燃料电池对加热电池进行充电。其中,该第三阈值可以为预设的固定数值,也可以是根据燃料电池保护系统中质子交换膜燃料电池的总数量设定的,例如燃料电池保护系统中质子交换膜燃料电池的总数为6组,该第三阈值可以为质子交换膜燃料电池的总数的一半(3组)等。通过检测燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,可以在新能源汽车电能充足时,利用处于工作状态的质子交换膜燃料电池多余的电能对加热电池进行充电,既保证了新能源汽车的正常运行,也保证了加热电池的续航能力,从而保证了质子交换膜燃料电池不受损害,提高了质子交换膜燃料电池的使用寿命。
S408,若所述处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量小于或等于所述第三阈值,向用户对应的目标终端发送包含所述加热电池的剩余电量的电量提示信息,所述电量提示信息用于提示所述用户对所述加热电池进行充电。
在本实用新型实施例中,若该处于工作状态的质子交换膜电池数量小于或等于上述第三阈值,说明质子交换膜燃料电池提供给新能源汽车的电能较少或质子交换膜燃料电池未工作,该燃料电池保护系统的控制模块可以通过无线网络模块例如蓝牙、无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)等向用户对应的目标终端发送包含上述加热电池的剩余电量的电量提示信息。其中,该无线网络模块可以集成在该控制模块上,也可以独立于该控制模块存在。用户对应的目标终端可以为智能手机、笔记本电脑、智能手表、IPAD等智能设备。该电量提示信息可以用于提示用户对加热电池进行充电。通过无线网络模块向目标终端发送电量提示信息,提示用户对加热电池进行充电,能够有效防止在质子交换膜燃料电池长时间不工作的情况下加热电池过放,导致加热模块的加热效率低下,从而不能给质子交换膜燃料电池加热保温,导致质子交换膜燃料电池损害等问题。
本实用新型实施例中,燃料电池保护系统若检测到该燃料电池保护系统当前的温度小于第一阈值,接通该加热电池与该加热模块的连接,从该加热电池中获取电能对该燃料电池保护系统进行加热,当再生制动模块产生电能时,利用产生的电能对该加热电池进行充电,检测该加热电池剩余电量,判断该加热电池的剩余电量是否小于第二阈值,若是,检测该燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,若该处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量大于第三阈值,则控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池对该加热电池进行充电,若该处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量小于或等于该第三阈值,向用户对应的目标终端发送包含该加热电池的剩余电量的电量提示信息。通过检测工作状态的质子交换膜燃料电池数量,在新能源汽车电能充足时,利用工作状态的质子交换膜燃料对加热电池进行充电,在质子交换膜燃料长时间不工作的情况下,利用电量提示信息提示用户对加热电池进行充电,提供了一种更完备的燃料电池保护系统的充电方案,可以提高加热电池的续航能力,保证了在低温环境(低于0℃)中,质子交换膜燃料电池不受损害,提高了质子交换膜燃料电池的使用寿命。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种燃料电池保护系统,其特征在于,所述燃料电池保护系统包括至少一组质子交换膜燃料电池,还包括温控开关、加热模块、加热电池、控制模块、电量检测模块以及再生制动模块,其中:
所述温控开关的一端与所述加热模块的一端连接,所述温控开关的另一端与所述加热电池的一端连接;
所述温控开关,用于若检测到所述燃料电池保护系统当前的温度小于第一阈值,接通所述加热电池与所述加热模块的连接;
所述加热模块的另一端与所述加热电池的另一端连接;
所述加热模块,用于从所述加热电池中获取电能对所述燃料电池保护系统进行加热;
所述加热电池的一端还分别与所述质子交换膜燃料电池的一端、所述再生制动模块连接,所述加热电池的另一端还与所述电量检测模块的一端连接;
所述再生制动模块,用于产生电能,并利用产生的电能对所述加热电池进行充电;
所述电量检测模块,用于检测所述加热电池的剩余电量;
所述质子交换膜燃料电池的另一端与所述控制模块的一端连接;
所述控制模块的另一端与所述电量检测模块的另一端连接;
所述控制模块,用于从所述电量检测模块中获取所述加热电池的剩余电量;
所述控制模块,还用于判断所述加热电池的剩余电量是否小于第二阈值,若是,控制所述至少一组质子交换膜燃料电池对所述加热电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制模块具体用于:
当所述加热电池的剩余电量小于所述第二阈值时,检测所述燃料电池保护系统中处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量,若所述处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量大于第三阈值,则控制任一组处于工作状态的质子交换膜燃料电池对所述加热电池进行充电。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述控制模块还用于:
当所述处于工作状态的质子交换膜燃料电池数量小于或等于所述第三阈值时,向用户对应的目标终端发送包含所述加热电池的剩余电量的电量提示信息,所述电量提示信息用于提示所述用户对所述加热电池进行充电。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述燃料电池保护系统还包括DCDC转换器;
所述DCDC转换器的一端与所述加热电池的一端连接,所述DCDC转换器的另一端与所述质子交换膜燃料电池的一端连接;
所述DCDC转换器,用于将所述质子交换膜燃料电池产生的高压电转换成固定电压值的低压电;
所述控制模块具体用于:
当所述加热电池的剩余电量小于所述第二阈值时,则控制所述至少一组质子交换膜燃料电池通过所述DCDC转换器对所述加热电池进行充电。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述再生制动模块包括电机、牵引变流器以及驱动轴;
所述牵引变流器的一端与所述加热电池的一端连接,所述牵引变流器的另一端与所述电机的一端连接;
所述电机的另一端与所述驱动轴的一端连接;
所述驱动轴的另一端与驱动轮连接;
当检测到制动操作产生的制动信号时,断开所述电机的输入电源,所述电机的状态由电动机状态变为发电机状态,所述驱动轮上的机械能通过所述驱动轴传送给所述电机,所述电机将所述驱动轴上的机械能转换成交流电,所述牵引变流器将所述电机上产生的交流电转换成直流电对所述加热电池充电。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统,其特征在于,所述加热电池为24V铅酸电池;
所述加热模块为PTC热敏电阻。
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CN112038665A (zh) * 2020-09-17 2020-12-04 广州鼎奥科技有限公司 一种可控制电压的无人机用燃料电池组

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Assignor: SHENZHEN GUOQING NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD.

Contract record no.: X2024980003927

Denomination of utility model: A fuel cell protection system

Granted publication date: 20181207

License type: Exclusive License

Record date: 20240407