專利名稱：燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)兩輪車，尤其涉及一種燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)兩輪車已經(jīng)廣泛進(jìn)入人們的日常生活中。目前大部分電動(dòng)車輛都采用 鉛酸電池，但鉛酸電池存在能量密度較低、污染嚴(yán)重等問題。燃料電池作為一 種潔凈無污染、輕便的發(fā)電裝置，正越來越廣泛地進(jìn)入電動(dòng)車輛，并首先在兩 輪車中得到了推廣應(yīng)用。申請(qǐng)?zhí)枮?1136785.7的中國專利提出了一種復(fù)合式燃料電池電動(dòng)車輛的 電力輸出控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)藉由直流電/直流電轉(zhuǎn)換器(DC/DC Converter)的最佳 化設(shè)計(jì)，并以控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)做為連絡(luò)的溝通 工具，使電力源更趨于彈性化，低負(fù)載狀態(tài)(如定速巡航)時(shí)，由燃料電池供給 主要電能，藉由直流電/直流電轉(zhuǎn)換器的控制，將燃料電池升壓(Boost)至適當(dāng)電 壓；并且該燃料電池可充當(dāng)隨車充電器(on—board Charger)使用，在高負(fù)載狀態(tài) (如瞬間加速或爬坡)時(shí)，燃料電池配合外加的高功率二次電池電能輸出，使其 具有復(fù)合式電源輸出控制功能。申請(qǐng)?zhí)枮?00310111466.0的中國專利提出了一種燃料電池電動(dòng)車的能量 流控制器，燃料電池電動(dòng)車控制系統(tǒng)由踏板、整車控制器ECU、燃料電池發(fā)動(dòng) 機(jī)、鎳氫電池包及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。燃料電池電動(dòng)車中燃料電池和蓄電池的混合 使用必然存在兩電源配比及能量流向管理和控制的問題，該發(fā)明可實(shí)現(xiàn)兩種能 源的合理分配、提高和優(yōu)化整車的動(dòng)力性能。申請(qǐng)?zhí)枮?00410067709.X的中國專利涉及一種燃料電池電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)裝 置，包括燃料電池、直流-直流變換裝置，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、腳踏板、車速控制器和電 流傳感器。其中的燃料電池輸出的電壓與電流經(jīng)直流-直流變換裝置穩(wěn)壓穩(wěn)流后
直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。上述專利中給出了電動(dòng)車中燃料電池同整車之間的基本控制和系統(tǒng)特點(diǎn)。 對(duì)于輕便燃料電池兩輪車，系統(tǒng)簡單，可靠，成本低廉是一個(gè)基本要求。如果 將燃料電池電動(dòng)車輛的基本控制運(yùn)用到電動(dòng)兩輪車中，這將造成系統(tǒng)復(fù)雜，輔 助系統(tǒng)成本高。此外，上述專利技術(shù)應(yīng)用在電動(dòng)兩輪車中，還存在二次電池的 沖放電壽命短、系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種燃料電池電 動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)， 包括分別安裝在兩輪車上的車速控制及剎車機(jī)構(gòu)、輪轂電機(jī)和燃料電池發(fā)電機(jī) 構(gòu)，還包括一個(gè)控制電路板和一個(gè)接口機(jī)構(gòu)，所述的燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃 料電池堆、風(fēng)機(jī)和電磁閥，燃料電池堆的一個(gè)電源輸出端連接接口機(jī)構(gòu)的一個(gè) 電源輸入接口并通過該接口將電源直接輸出到輪轂電機(jī)，燃料電池堆的另一個(gè) 電源輸出端連接控制電路板的一個(gè)電源輸入端，輪轂電機(jī)的電源輸出端連接接 口機(jī)構(gòu)的另一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源輸出到控制電路板，控制電 路板分別控制燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)中的風(fēng)機(jī)和電磁閥的動(dòng)作，所述的車速控制及 剎車機(jī)構(gòu)與輪轂電機(jī)相連控制燃料電池堆的輸出功率。所述的燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)輸出寬范圍的電壓，所述的輪轂電機(jī)由人力轉(zhuǎn)動(dòng) 產(chǎn)生直流電。所述的車速控制及剎車機(jī)構(gòu)中設(shè)有整車運(yùn)行控制電路。 所述的控制電路板上設(shè)有DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述的燃料電池堆和輪轂電機(jī)的直流電進(jìn)入控制電路板時(shí)先經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換器變壓后驅(qū)動(dòng)控制電路板。本發(fā)明燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)完全由燃料電池提供動(dòng)力給電動(dòng)兩輪車，系統(tǒng)簡單，輔助配件少，系統(tǒng)不含二次電池，成本低廉。


圖1為本發(fā)明燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本發(fā)明的燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)，包括分別安裝 在兩輪車上的車速控制及剎車機(jī)構(gòu)、輪轂電機(jī)、燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)以及一個(gè)控 制電路板和一個(gè)接口機(jī)構(gòu)。其中的燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)包括氫氣罐、手動(dòng)截止閥、常閉電磁閥1、常閉電磁閥2、燃料電池堆和冷卻風(fēng)機(jī)。氫氣罐通過手動(dòng)截止 閥和常閉電磁閥1向燃料電池堆提供氫氣，燃料電池堆的一個(gè)電源輸出端連接 接口機(jī)構(gòu)的一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源直接輸出到輪轂電機(jī)，燃料 電池堆的另一個(gè)電源輸出端連接控制電路板的電源輸入端，輪轂電機(jī)的電源輸 出端連接接口機(jī)構(gòu)的另一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源輸出到控制電 路板，控制電路板分別控制燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)中的冷卻風(fēng)機(jī)和兩個(gè)電磁閥的動(dòng) 作。在車速控制及剎車機(jī)構(gòu)中設(shè)有整車運(yùn)行控制電路，車速控制及剎車機(jī)構(gòu)與 輪轂電機(jī)相連控制燃料電池堆的輸出功率。在控制電路板上設(shè)有DC/DC轉(zhuǎn)換 器，燃料電池堆和輪轂電機(jī)的直流電在進(jìn)入控制電路板時(shí)先經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換 器變壓后再驅(qū)動(dòng)控制電路板。本發(fā)明中的燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)輸出寬范圍的電壓，燃料電池的端電壓沒有 經(jīng)過DC/DC穩(wěn)壓部分而直接輸出給輪轂電機(jī)。輪轂電機(jī)由人力轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生直流 電。整個(gè)所需電能來自燃料電池和輪轂電機(jī)。電動(dòng)兩輪車中不含其它輔助電源。 在整車運(yùn)行時(shí)，控制電路板及燃料電池輔助配件的所需電能來自燃料電池。在 整車啟動(dòng)時(shí)，控制電路板及燃料電池輔助配件的所需電能來自輪轂電機(jī)。本發(fā)明所涉及的燃料電池電動(dòng)兩輪車的啟動(dòng)及運(yùn)行過程如下首先打開手 動(dòng)截止閥，讓減壓后的氫氣通過手動(dòng)截止閥達(dá)到常閉電磁閥1。由于此時(shí)常閉 電磁閥l處于關(guān)閉狀態(tài)，所以氫氣不會(huì)進(jìn)入燃料電池堆，燃料電池堆也不會(huì)工 作。通過人力轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂電機(jī)，產(chǎn)生高達(dá)48V的直流電，該直流電通過接口機(jī)構(gòu) 并經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后進(jìn)入控制電路板，控制電路板開始啟動(dòng)。此時(shí)已不再需要 人力驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)，電動(dòng)車進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。在控制電路板的控制下，兩個(gè)常閉 電磁闊1和2被打開，冷卻風(fēng)機(jī)開始運(yùn)行，并根據(jù)設(shè)定好的程序進(jìn)行開關(guān)等動(dòng) 作。氫氣進(jìn)入燃料電池堆，燃料電池堆開始工作并輸出30-60V直流電，該直 流電可以通過控制電路板上的DC-DC變壓后直接驅(qū)動(dòng)控制電路板，并且不通
過DC-DC而直接通過接口機(jī)構(gòu)到達(dá)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。車速控制及剎車機(jī)構(gòu) 可以控制電池的輸出功率。需要關(guān)機(jī)時(shí)，將手動(dòng)截止閥關(guān)閉，燃料電池堆因缺 乏氫氣供給，電池電壓不斷下降，下降至不足以維持系統(tǒng)運(yùn)行所需電壓時(shí)，整 個(gè)系統(tǒng)即被關(guān)閉。
權(quán)利要求
1、一種燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)，包括分別安裝在兩輪車上的車速控制及剎車機(jī)構(gòu)、輪轂電機(jī)和燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括一個(gè)控制電路板和一個(gè)接口機(jī)構(gòu)，所述的燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃料電池堆、風(fēng)機(jī)和電磁閥，燃料電池堆的一個(gè)電源輸出端連接接口機(jī)構(gòu)的一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源直接輸出到輪轂電機(jī)，燃料電池堆的另一個(gè)電源輸出端連接控制電路板的一個(gè)電源輸入端，輪轂電機(jī)的電源輸出端連接接口機(jī)構(gòu)的另一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源輸出到控制電路板，控制電路板分別控制燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)中的風(fēng)機(jī)和電磁閥的動(dòng)作，所述的車速控制及剎車機(jī)構(gòu)與輪轂電機(jī)相連控制燃料電池堆的輸出功率。
2、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)輸出寬范圍的電壓，所述的輪轂電機(jī)由人力轉(zhuǎn)動(dòng) 產(chǎn)生直流電。
3、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的車速控制及剎車機(jī)構(gòu)中設(shè)有整車運(yùn)行控制電路。
4、 如權(quán)利要求1所述的燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的控制電路板上設(shè)有DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述的燃料電池堆和輪轂電機(jī)的直流電進(jìn)入控制電路板時(shí)先經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換器變壓后驅(qū)動(dòng)控制電路板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃料電池電動(dòng)兩輪車的電力控制系統(tǒng)，它包括車速控制及剎車機(jī)構(gòu)、輪轂電機(jī)和燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)以及一個(gè)控制電路板和一個(gè)接口機(jī)構(gòu)。燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)包括燃料電池堆、風(fēng)機(jī)和電磁閥，燃料電池堆的一個(gè)電源輸出端連接接口機(jī)構(gòu)的一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源直接輸出到輪轂電機(jī)，燃料電池堆的另一個(gè)電源輸出端連接控制電路板的一個(gè)電源輸入端，輪轂電機(jī)的電源輸出端連接接口機(jī)構(gòu)的另一個(gè)電源輸入接口并通過該接口將電源輸出到控制電路板，控制電路板分別控制燃料電池發(fā)電機(jī)構(gòu)中的風(fēng)機(jī)和電磁閥的動(dòng)作。本發(fā)明完全由燃料電池提供動(dòng)力給電動(dòng)兩輪車，系統(tǒng)簡單，輔助配件少，系統(tǒng)不含二次電池，成本低廉。
文檔編號(hào)B60L7/00GK101117095SQ20061002972
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者田丙倫, 輝 董 申請(qǐng)人:上海攀業(yè)氫能源科技有限公司