CN216762009U - 一种电动两轮车用风冷燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，包括燃料电池堆、燃料电池控制器和作用于整车的电机，燃料电池堆和电机之间依次设置有DC/DC变换器和整车控制器，DC/DC变换器的升压比大于1:2，DC/DC变换器的升压比范围在为1：2.5~1；6之间，DC/DC变换器的输出端还连接有储能电池，储能电池为功率型储能电池且充放电电流大于3C，燃料电池堆内设置有多个电极片，电极片的数量不超过60片，燃料电池堆的额定输出电流大于20A；电极片的数量根据电机额定功率的所需对应设置，然后通过DC/DC变换器对电池堆的电压进行升压，达到电机的额定功率，这样一来，不仅能满足电机的需求，更能使得电池堆的厚度降低，电池系统的整体尺寸就会降低，在电动自行车上组装时，减少装配的难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及电动两轮车用风冷燃料电池系统。
背景技术
在有些电动两轮车中，采用燃料电池堆作为动力源，电机的电压要求一般在48V、60V、和72V，为了达到这些额定的电压，电池堆中的电极片一般需要80片、100片和120片，燃料电池堆为了优化系统，一般使用风冷电池堆结构，而风冷的电池堆结构极片一般比较厚，这样就会造成电池堆整体过厚，这样在组装到电动车上时体积方面会收到一定的限制，造成装配困难，组装不方便，较大占用电动车的空间等弊端。
实用新型内容
本实用新型目的是要提供一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，解决了风冷燃料电池中电池堆占用体积较大的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供了一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，包括燃料电池堆、燃料电池控制器和作用于整车的电机，所述燃料电池堆和电机之间依次设置有DC/DC变换器和整车控制器，所述DC/DC变换器的升压比大于1:2，所述DC/DC变换器的升压比范围在为1：2.5~1；6之间，所述DC/DC变换器的输出端还连接有储能电池，所述储能电池为功率型储能电池且充放电电流大于3C，所述燃料电池堆内设置有多个电极片，所述电极片的数量不超过60片，所述燃料电池堆的额定输出电流不小于20A。
优选地，当所述的DC/DC变换器的输出功率在200~800W时，电极片的数量在20~30片间。
优选地，所述DC/DC变换器的输出功率在800~1500W时，电极片的数量在30~40片间。
优选地，所述DC/DC变换器的输出功率在1500~3000W时，电极片的数量在40~60片间。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
本实用新型电动两轮车用风冷燃料电池系统，采用量少的双极板和电极片数量组成低压大电流燃料电池堆，其中包括燃料电池堆、燃料电池堆控制器和连接在燃料电池堆上的电机，在电机和燃料电池堆之间的DC/DC变换器和整车控制器，DC/DC变换器的升压比大于1：2，升压比范围在为1：2.5~1；6之间，DC/DC变换器的输出端还连接有储能电池，燃料电池堆内设置有多个电极片，电极片的数量不超过60片，电极堆的额定输出电流不小于20A，这样电极片的数量根据电机额定功率的所需对应设置，然后通过DC/DC变换器对电池堆的电压进行升压，达到电机的额定功率，这样一来，不仅能满足电机的需求，更能使得电池堆的厚度降低，电池系统的整体尺寸就会降低，在电动自行车上组装时，减少装配的难度。少量的电池片的使用提高了电池利用率，降低了成本。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本实用新型优选实施例的结构示意图；
图2是燃料电池堆的正面结构示意图；
图3是燃料电池堆的背面结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、燃料电池堆；1-1、电池片；2、燃料电池堆控制器；3、DC/DC变换器；4、储能电池；5、整车控制器；6、电机。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
根据图1所示，本实用新型电动两轮车用风冷燃料电池系统，包括燃料电池堆1、燃料电池控制器2和作用于整车的电机6，燃料电池堆1和电机6之间还设置有DC/DC变换器3和整车控制器5，DC/DC变换器3的升压比大于1:2，升压比范围在为1：2.5~1；6之间，这样DC/DC变换器3就会将燃料电池堆1的输出电压升压到电机6的额定功率，以使得电机4正常运转，进而使得整车正常运转，另外DC/DC变换器3的输出端还并联有储能电池4，作为优选，储能电池4一般选用锂电池，因其寿命长、充放电次数多，如钛酸锂电池、磷酸铁锂电池或锂离子电容器等功率型锂电池，锂电池容量一般不超过3Ah。
燃料电池控制器2，与燃料电池电堆1连接，用于控制燃料电池电堆1的运行。
这样燃料电池堆1的电压经DC/DC变换器3转化为适合电机6工作的电压，从而为负载供电；DC/DC变换器3为单向工作方式，即储能电池4和电机5的电流不能通过DC/DC变换器3，从而保护了燃料电池堆1的安全性。
电机6通过整车控制器5与供电系统（即燃料电池堆）相连。整车控制器5分别与电机、DC/DC变换器3的输出端和储能电池4电连接。燃料电池堆1的作为主要电力在燃料电池系统控制2和整车控制器5的控制下根据需要输出电力驱动电机6输出动力。
燃料电池与储能电池4之间的关系如下：当燃料电池堆1开始启动时，为储能电池4和电机6供电。储能电池4上的电源管理模块实时监测充电电池的荷电状态，当储能电池4缺电时，燃料电池堆1可通过DC/DC变换器3为其充电。同时，当启动、爬坡或加速等需要大功率输出电能时，储能电池4可补充部分电能，和燃料电池堆1经DC/DC调压后的输出端并联同为电机6供应电能。
在本实用新型中，燃料电池堆1输出为主电源，储能电池4为辅助电源。整车控制器5控制二者的输出，保障了电能合理利用和骑行者的骑行助力。
参照图2和图3，燃料电池堆1内设置有多个电极片1-1，电极片1-1的数量不超过60片，燃料电池堆1的额定输出电流不小于20A，
当DC/DC变换器2的输出功率在200~800W，电极片的数量在20~30片间。
DC/DC变换器2的输出功率在800~1500W时，电极片的数量在30~40片间。
DC/DC变换器2的输出功率在1500~3000W时，电极片的数量在40~60片间。
这样燃料电池堆1额定工作时的输出电压一般在12V~33V之间，这样经过DC/DC变换器2的转换，可以将其转换为48V、60V和72V等标准电压。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，包括燃料电池堆、燃料电池控制器和作用于整车的电机，其特征在于，所述燃料电池堆和电机之间依次设置有DC/DC变换器和整车控制器，所述DC/DC变换器的升压比大于1:2，所述DC/DC变换器的升压比范围在为1：2.5~1；6之间，所述DC/DC变换器的输出端还连接有储能电池，所述储能电池为功率型储能电池且充放电电流大于3C，所述燃料电池堆内设置有多个电极片，所述电极片的数量不超过60片，所述燃料电池堆的额定输出电流大于20A。
2.根据权利要求1所述的一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，其特征在于：当所述的DC/DC变换器的输出功率在200~800W时，所述电极片的数量在20~30片间。
3.根据权利要求1所述的一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，其特征在于：所述DC/DC变换器的输出功率在800~1500W时，所述电极片的数量在30~40片间。
4.根据权利要求1所述的一种电动两轮车用风冷燃料电池系统，其特征在于：所述DC/DC变换器的输出功率在1500~3000W时，所述电极片的数量在40~60片间。
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2022
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