專利名稱：小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)，具體地，涉及小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，存在大量的電動車輛例如電動叉車，電動游覽車等。這些電動車輛都使用鉛酸電池作為電能來源。相對內(nèi)燃機(jī)，鉛酸電池沒有噪聲，沒有排氣，已經(jīng)清潔環(huán)保了很多。然而鉛酸電池在生產(chǎn)、使用的過程中存在諸多的問題。鉛酸電池在使用的過程中隨著容量的下降叉車的動力性能下降，變現(xiàn)為叉車速度降低，無法舉起貨物。嚴(yán)重影響工作效率。鉛酸電池使用一次需要充電61小時，更換電池 需要20分鐘。三班制的工作的物流中心不得不使用三個鉛酸電池來供一輛電動叉車使用。 由于可使用容量的不斷下降，鉛酸電池只能使用2 3年，三班制的工作叉車需要更換3組蓄電池。鉛酸電池，在使用過程中會產(chǎn)生酸霧，甚至在物流中心的食品中都能檢測鉛。由于鉛酸電池在生產(chǎn)中會有大量的污染，很多國家地方已經(jīng)逐步限制鉛酸電池的生產(chǎn)制造。這在一定程度上造成了鉛酸電池價格的上漲。每年大量的電動叉車被銷售，導(dǎo)致每年大量的鉛酸電池需要更換，因此迫切需要一種新的電源來取代?，F(xiàn)有技術(shù)提供了多種方案，但現(xiàn)有技術(shù)存在諸多的不足之處。有的設(shè)計減少了系統(tǒng)功能；有的設(shè)計采用尺寸較小的容量較小的儲能裝置，降低了系統(tǒng)的性能；有的設(shè)計方案甚至把氫氣瓶放置到系統(tǒng)外部；有的設(shè)計在系統(tǒng)內(nèi)零部件之間幾乎沒有可以移動的空間，拆卸其他零部件必須移動其他零部件；有的設(shè)計在系統(tǒng)沒有空間放置緊急關(guān)機(jī)按鈕，依賴于氫氣加注系統(tǒng)設(shè)計的緊急關(guān)機(jī)按鈕，這會造成在系統(tǒng)異常的緊急情況下無法迅速關(guān)閉系統(tǒng)。申請?zhí)枮椤?00820233706. 2”、名稱為“叉車氣瓶固定裝置”的中國實(shí)用新型專利，
其公開的技術(shù)方案把氣瓶放置在叉車后端，使用時需要更換氫氣瓶，這也需要較多的時間。同時氣瓶放置在叉車后方也很不安全。該方案由于系統(tǒng)不夠緊湊，無法把氫氣瓶放置到系統(tǒng)內(nèi)部。公開號為“CA2659135A1”、名稱為 “FUEL CELL INDUSTRIAL VEHICLE” 的加拿大專利，提供了燃料電池叉車系統(tǒng)方案，重新設(shè)計了整個叉車。不能直接替換現(xiàn)有的叉車電池。申請?zhí)枮椤?00920174236. I”、名稱為“一種新型叉車”的中國實(shí)用新型專利，其提供的技術(shù)方案也考慮重新設(shè)計現(xiàn)有車輛。申請?zhí)枮椤?00820179687. X”、名稱為“一種燃料電池叉車”的中國實(shí)用新型專利，
其提供的技術(shù)方案同樣也是重新設(shè)計叉車。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)。本發(fā)明解決叉車用燃料電池系統(tǒng)緊湊性問題。叉車用燃料電池在把整個系統(tǒng)集成到一個長方形空腔內(nèi)。由于尺寸的限制，各個零部件之間幾乎沒有可以移動的空間。線路安裝麻煩。零部件拆裝麻煩，必須移除其他零部件。留有放置配重的空間。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，包括外殼、以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)、DCDC變換單元、接觸器、蓄能裝置、控制器，還包括設(shè)置在所述外殼外的電源輸出端、以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)的操作控制單元，其中，所述接觸器為常開型大電流接觸器，所述DCDC變換單元包括相連接的DCDC變換器和大功率二極管，所述燃料電池系統(tǒng)連接所述DCDC變換單元、接觸器、電源輸出端，所述控制器連接所述燃料電池系統(tǒng)、操作控制單元、接觸器，所述蓄能裝置連接所述控制器、操作控制單元、接觸器，所述燃料電池系統(tǒng)、蓄能裝置沿著所述外殼由前往后的方向依次設(shè)置在所述外殼的電氣隔板上，所述DCDC變換單元位于所述蓄能裝置的正上方，所述操作控制單元和控制器位于所述D⑶C變換單元的正上方。 優(yōu)選地，所述控制器和操作控制單元沿著所述外殼由前往后的方向依次安裝。優(yōu)選地，所述接觸器安裝在所述外殼的側(cè)板與所述操作控制單元之間的空間內(nèi)。優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述外殼內(nèi)的氫氣存儲系統(tǒng)、加注閥，所述電氣隔離板將所述外殼的空間分隔為電子系統(tǒng)空間和氣體供應(yīng)空間，所述燃料電池系統(tǒng)、DCDC變換單元、接觸器、蓄能裝置、控制器、操作控制單元、加注閥位于所述電子系統(tǒng)空間內(nèi)，所述氫氣存儲系統(tǒng)位于所述氣體供應(yīng)空間內(nèi)，所述氣體供應(yīng)空間位于所述電子系統(tǒng)空間的下方。優(yōu)選地，所述燃料電池系統(tǒng)所包含的燃料電池的輸出端連接所述DCDC變換單元的輸入端，DCDC變換單元通過所述接觸器連接所述蓄能裝置，所述DCDC變換單元的輸出端還連接所述電源輸出端和所述燃料電池系統(tǒng)所包含的大功率輔助部件，所述蓄能裝置的端口通過所述接觸器連接所述電源輸出端和所述燃料電池系統(tǒng)所包含的大功率輔助部件，所述操作控制單元分別連接所述蓄能裝置、D⑶C變換單元、控制器，所述控制器分別連接所述燃料電池系統(tǒng)所包含的燃料電池、輔助系統(tǒng)、DCDC變換單元、接觸器的控制端、蓄能裝置，其中，所述輔助系統(tǒng)包括所述大功率輔助部件，所述操作控制單元用于接收操作信號并為所述控制器和DCDC變換單元供電，所述控制器用于接收所述操作控制單元根據(jù)所述操作信號生成的操作指令并根據(jù)所述操作指令控制所述接觸器、DCDC變換單元、輔助系統(tǒng)，所述控制器還用于測量所述燃料電池系統(tǒng)所包含的燃料電池的狀態(tài)參數(shù)、測量所述蓄能裝置的狀態(tài)參數(shù)、測量所述輔助系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)、和接收所述DCDC變換單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述燃料電池的輸出端連接所述D⑶C變換器的輸入端，所述D⑶C變換器的輸出端正極連接所述大功率二極管的正極，所述大功率二極管的負(fù)極通過所述接觸器連接所述蓄能裝置，所述DCDC變換器連接所述控制器并接受所述控制器的控制，所述DCDC變換器連接所述操作控制單元并接收所述操作控制單元的供電。優(yōu)選地，所述操作控制單元根據(jù)接收到的開機(jī)操作信號改變與所述DCDC變換單元、以及控制器的電連接狀態(tài)。優(yōu)選地，所述D⑶C變換單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括D⑶C輸入電流、D⑶C輸入電壓。優(yōu)選地，還包括如下任一種或任多種裝置-氫氣安全系統(tǒng),所述氫氣安全系統(tǒng)包括分別放置在電子控制系統(tǒng)空間、以及氣體供應(yīng)空間內(nèi)的傳感器，所述傳感器連接所述控制器，-監(jiān)測顯示器，所述監(jiān)測顯示器連接所述控制器，-開關(guān)機(jī)按鈕，所述開關(guān)機(jī)按鈕分別連接所述操作控制單元和控制器，-無線遙控器，所述無線遙控器以無線方式連接所述操作控制單元，-急停按鈕，所述急停按鈕連接所述操作控制單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果I)現(xiàn)有技術(shù)在系統(tǒng)中放置的儲能裝置容量較小，讓儲能裝置處于較高倍率的充放電狀態(tài)，降低了儲能裝置的壽命。本發(fā)明可以放置更高容量的儲能裝置，讓儲能裝置處于較低倍率的充放電狀態(tài)，延長了儲能裝置的壽命、以及系統(tǒng)可以擱置不使用的時間。例如在放置儲能裝置為鋰離子蓄電池的情況下。現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計放置的鋰離子蓄電池，容量為32AH，峰值輸出10KW。本發(fā)明設(shè)計的系統(tǒng)可以放置的鋰離子蓄電池，容量為50AH，峰值輸出15KW。在吸收叉車制動時，600A的情況下，充電倍率為12C?，F(xiàn)有技術(shù)為18C。更高的儲能裝置容量降低了相同電流輸出時的充放電倍率有利于延長蓄電池的壽命。2)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊，可以方便的對系統(tǒng)進(jìn)行安裝、檢修維護(hù)等工作。3)在外殼內(nèi)部，操作控制單元、控制器放置在頂部，在系統(tǒng)不用移到叉車外部的情況下，可以檢查維護(hù)。故障排除。也方便對控制器控制軟件的升級。4)零部件與零部件之間，零部件與外殼之間都留有空間。該空間可以方便地連接線路，移除零部件。5)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊可以放置緊急關(guān)機(jī)按鈕。如遇緊急情況，可以迅速的切斷整個系統(tǒng)。6)系統(tǒng)操作需要的開關(guān)機(jī)按鈕、急停按鈕、加注閥等部件的放置高度合適，方便加注、操作。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯圖I為根據(jù)本發(fā)明提供的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明提供的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2所示小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)中的DCDC變換單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明提供的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)中大功率二極管的位置示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明提供的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
A ；圖6為根據(jù)本發(fā)明提供的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
B。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。根據(jù)本發(fā)明提供的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，包括外殼90、以及設(shè)置在所述外殼90內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)100、D⑶C變換單元2、接觸器3、蓄能裝置4、控制器7，還包括設(shè)置在所述外殼90外的電源輸出端5、以及設(shè)置在所述外殼90內(nèi)的操作控制單元6，其中，所述接觸器3為常開型大電流接觸器，所述DCDC變換單元2包括相連接的DCDC變換器21和大功率二極管22，所述燃料電池系統(tǒng)100連接所述D⑶C變換單元2、接觸器3、電源輸出端5，所述控制器7連接所述燃料電池系統(tǒng)100、操作控制單元6、接觸器3，所述蓄能裝置4連接所述控制器7、操作控制單元6、接觸器3，所述燃料電池系統(tǒng)100、蓄能裝置4沿著所述外殼90由前往后的方向依次設(shè)置在所述外殼90的電氣隔板901上，所述Drac變換單元2位于所述蓄能裝置4的正上方，所述 操作控制單元6和控制器7位于所述DCDC變換單元2的正上方。所述控制器7和操作控制單元6沿著所述外殼90由前往后的方向依次安裝。所述接觸器3安裝在所述外殼90的側(cè)板與所述操作控制單元6之間的空間內(nèi)。在一個優(yōu)選例中，所述小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述外殼90內(nèi)的氫氣存儲系統(tǒng)、加注閥95，所述電氣隔離板901將所述外殼90的空間分隔為電子系統(tǒng)空間和氣體供應(yīng)空間，所述燃料電池系統(tǒng)100、DCDC變換單元2、接觸器3、蓄能裝置4、控制器7、操作控制單元6、加注閥95位于所述電子系統(tǒng)空間內(nèi)，所述氫氣存儲系統(tǒng)位于所述氣體供應(yīng)空間內(nèi)，所述氣體供應(yīng)空間位于所述電子系統(tǒng)空間的下方。所述燃料電池系統(tǒng)100包括燃料電池I、以及輔助系統(tǒng)8。所述輔助系統(tǒng)8包括空氣供應(yīng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，所述大功率輔助部件80是指輔助系統(tǒng)中的大功率部件(例如風(fēng)機(jī)、泵、散熱風(fēng)扇)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)所述輔助系統(tǒng)8及其大功率輔助部件80，在此不予贅述。圖5和圖6示出了兩個根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中的燃料電池電源系統(tǒng)。具體地，圖5示出具體實(shí)施方式
A :某叉車廠電動堆高叉車使用鉛酸電池電壓為24V。該鉛酸蓄電池長度920mm，寬度361mm，高度787mm，重量為702kg，電壓24V。叉車工作電壓范圍20-30V。設(shè)計系統(tǒng)長度為920mm，寬度360mm，高度786mm，重量為702Kg，系統(tǒng)額定電壓20-30V。圖6示出具體實(shí)施方式
B :某叉車廠站駕式托盤搬運(yùn)叉車使用鉛酸蓄電池電壓為24V,長度790mm，寬度330mm，高度784mm，重量為300kg。叉車工作電壓范圍20-30V。設(shè)計系統(tǒng)長度為780mm，寬度325mm，高度780mm，重量為300Kg，系統(tǒng)額定電壓20-30V。本發(fā)明之所以能夠設(shè)計成如圖I所示的緊湊結(jié)構(gòu)，主要是因為采用了如圖2所示的緊湊型燃料電池電源系統(tǒng)，接下來對圖2所示的緊湊型燃料電池電源系統(tǒng)進(jìn)行描述。如圖2所示，所述緊湊型燃料電池電源系統(tǒng)，包括燃料電池UDOTC變換單元2、接觸器3、蓄能裝置4、電源輸出端5、操作控制單元6、控制器7、輔助系統(tǒng)8，其中，所述接觸器3為常開型大電流接觸器，所述DCDC變換單元2包括相連接的DCDC變換器21和大功率二極管22。具體地，所述燃料電池I的輸出端連接所述D⑶C變換單元2的輸入端，D⑶C變換單元2通過所述接觸器3連接所述蓄能裝置4，所述DCDC變換單元2的輸出端還連接所述電源輸出端5和所述輔助系統(tǒng)8所包含的大功率輔助部件80，所述蓄能裝置4的端口通過所述接觸器3連接所述電源輸出端5和輔助系統(tǒng)8，所述操作控制單元6分別連接所述蓄能裝置4、D⑶C變換單元2、控制器7，所述控制器7分別連接所述燃料電池I、D⑶C變換單元2、接觸器3的控制端、蓄能裝置4、輔助系統(tǒng)8。在本實(shí)施例中，所述DCDC變換單元2的輸出端正極通過所述接觸器3連接所述蓄能裝置4的正極，所述DCDC變換單元2的輸出端負(fù)極通過所述接觸器3連接所述蓄能裝置4的負(fù)極，所述蓄能裝置4的正極通過所述接觸器3連接所述電源輸出端5的正極和輔助系統(tǒng)8的正極，所述蓄能裝置4的負(fù)極直接連接所述電源輸出端5的負(fù)極和輔助系統(tǒng)8的負(fù)極；而在本實(shí)施例的一個變化例中，與圖2所示實(shí)施例的區(qū)別在于，在本變化例中，所述接觸器3的連接位置變化為所述接觸器3連接在所述DCDC變換單元2的輸出端負(fù)極與所述蓄能裝置4的負(fù)極之間，而所述DCDC變換單元2的輸出端正極與所述蓄能裝置4的正極之間直接連接，相應(yīng)地，所述蓄能裝置4的正極直接連接所述電源輸出端5的正極和輔助系統(tǒng)8的正極，所述蓄能裝置4的負(fù)極通過所述接觸器3連接所述電源輸出端5的負(fù)極和輔助系統(tǒng)8的負(fù)極。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，本自然段中描述的接觸器3的兩種連接方式均可以實(shí)現(xiàn)“D⑶C變換單元2通過所述接觸器3連接所述蓄能裝置4”、以及“所述蓄能裝置4的端 口通過所述接觸器3連接所述電源輸出端5和輔助系統(tǒng)8”。所述操作控制單元6用于接收操作信號并為所述控制器7和DCDC變換單元2供電，所述控制器7用于接收所述操作控制單元6根據(jù)所述操作信號生成的操作指令并根據(jù)所述操作指令控制所述接觸器3、DCDC變換單元2、輔助系統(tǒng)8，所述控制器7還用于測量所述燃料電池I的狀態(tài)參數(shù)、測量所述蓄能裝置4的狀態(tài)參數(shù)、測量所述輔助系統(tǒng)8的狀態(tài)參數(shù)和接收所述DCDC變換單元2的狀態(tài)數(shù)據(jù)。所述DCDC變換器21包括CAN通訊模塊、輸入電壓測量模塊、輸入電流測量模塊、輸出電壓測量模塊、輸出電流測量模塊。優(yōu)選地，DCDC變換器21可以根據(jù)CAN通訊模塊的通訊數(shù)據(jù)控制輸出電流、電壓的具體數(shù)值；還通過CAN通訊模塊輸出輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流等數(shù)據(jù)。所述DCDC變換單兀2的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括D⑶C輸入電流、D⑶C輸入電壓。所述控制器7是一體化設(shè)計的控制器，相當(dāng)于集成了專利申請?zhí)枮椤?00610011555. I”的中國發(fā)明專利申請中的分散的燃料電池控制器、整車控制器、蓄電池能量管理系統(tǒng)；進(jìn)一步具體地，所述控制器7可以包括能量管理單元、燃料電池控制單元、蓄能裝置監(jiān)控單元、氫氣安全監(jiān)測單元、系統(tǒng)故障監(jiān)控單元、啟動控制單元。更為具體地，如圖3所示，所述燃料電池I的輸出端連接所述IXDC變換器21的輸入端，所述D⑶C變換器21的輸出端正極連接所述大功率二極管22的正極，所述大功率二極管22的負(fù)極通過所述接觸器3連接所述蓄能裝置4，所述DCDC變換器21連接所述控制器7并接受所述控制器7的控制，所述DCDC變換器21連接所述操作控制單元6并接收所述操作控制單元6的供電。而在本實(shí)施例的一個變換例中，與圖3所示實(shí)施例的區(qū)別在于，在本變化例中，所述燃料電池I的輸出端正極連接所述大功率二極管22的正極，所述大功率二極管22的負(fù)極連接所述DCDC變換器21的輸入端正極，所述燃料電池I的輸出端負(fù)極直接連接所述DCDC變換器21的輸入端負(fù)極，所述DCDC變換器21的輸出端直接通過所述接觸器3連接所述蓄能裝置4。進(jìn)一步地，如圖2所示，當(dāng)所述開關(guān)機(jī)按鈕92或無線遙控器93給出啟動信號時，所述操作控制單元6對所述控制器7供電，所述控制器7輸出控制信號給接觸器使作為開關(guān)的接觸器合上，所述蓄能裝置4通過所述接觸器3給所述大功率輔助部件80供電，所述輔助系統(tǒng)8中除所述大功率輔助部件80外的其他裝置(例如氫氣供應(yīng)系統(tǒng))由所述控制器7供電，同時，所述控制器7給所述輔助系統(tǒng)8的所有組成模塊輸出信號，從而啟動所述燃料電池I ;啟動后，所述接觸器3 —直保持連通狀態(tài)。采用這樣的啟動模式，無需使用額外配置的輔助蓄電池和充電用輔助DC/DC變換器，減少了零部件以及對應(yīng)的線路、提高了系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約了空間，精簡了系統(tǒng)體積，降低了成本。在本實(shí)施例的一個優(yōu)選例中，如圖4所示，所述大功率二極管22放置在所述D⑶C變換器21的散熱通道上，這樣可以利用所述DCDC變換器的自帶的散熱風(fēng)扇2102從風(fēng)道2101排出的空氣對所述大功率二極管22散熱。省去了所述大功率二極管的散熱器2201(即鋁翅片)上的散熱風(fēng)扇，減小了散熱器的體積、節(jié)約了能源，同時也省去了對該散熱風(fēng)扇進(jìn)行供電的線路。所述操作控制單元6根據(jù)接收到的開機(jī)操作信號改變與所述DCDC變換單元、以及控制器7的電連接狀態(tài)。這樣，所述控制器7僅在系統(tǒng)工作時處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，不會因為一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而導(dǎo)致的系統(tǒng)能耗高的問題。
接下來通過本發(fā)明的一個優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中來說明系統(tǒng)工作原理，具體地，系統(tǒng)未啟動時，所述操作控制單元6與所述控制器7、DCDC變換單元2之間未建立電連接狀態(tài)。當(dāng)所述無線遙控器93按鈕或所述開關(guān)機(jī)按鈕92被壓下時，所述操作控制單元6與所述控制器7、DCDC變換單元2建立電連接，所述蓄能裝置4通過所述操作控制單元6供電至所述控制器7，所述控制器7的輸出信號驅(qū)動所述接觸器3連通，所述蓄能裝置4通過所述接觸器3給所述大功率輔助部件80供電，所述輔助系統(tǒng)8中除所述大功率輔助部件80外的其他裝置(例如氫氣供應(yīng)系統(tǒng))由所述控制器7供電，同時，所述控制器7給所述輔助系統(tǒng)8的所有組成模塊輸出工作信號，從而啟動所述燃料電池I ;所述燃料電池I輸出電力至所述DCDC變換單元2，所述控制器7根據(jù)接收到的所述燃料電池I、蓄能裝置4、DCDC變換單元2的狀態(tài)數(shù)據(jù)信號控制所述DCDC變換單元2輸出電流；系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，所述DCDC變換單元2的輸出電壓高于所述蓄能裝置4輸出電壓，所述DCDC變換單元2的輸出電流通過所述電源輸出端5輸出至搭載所述燃料電池電源系統(tǒng)的小型車驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動該小型車工作，同時所述DCDC變換單元2給所述蓄能裝置4充電、給所述大功率輔助部件80、操作控制單元6供電；當(dāng)小型車處于大功率行駛狀態(tài)時，所述電源輸出端5需要輸出高功率、大電流，此時所述DCDC變換單元2輸出電流不足以滿足要求，所述蓄能裝置4將與所述DCDC變換單元2共同輸出電流通過所述電源輸出端5輸出至搭載該燃料電池電源系統(tǒng)的小型車驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動該小型車維持大功率行駛狀態(tài)；當(dāng)小型車處于制動狀態(tài)時，制動回收的電能通過電源輸出端給蓄能裝置充電。需要啟動系統(tǒng)時，壓下所述無線遙控器93按鈕或所述開關(guān)機(jī)按鈕92，所述操作控制單元6與所述控制器7、DCDC變換單元2建立電連接的同時，所述操作控制單元6輸出開關(guān)信號給所述控制器7，所述控制器7接收到開關(guān)信號后輸出保持供電信號給所述操作控制單元6，使得所述操作控制單元6與所述控制器7、DCDC變換單元2保持電連接狀態(tài)；同時，所述控制器7還驅(qū)動所述開關(guān)機(jī)按鈕92的指示燈亮起，提示系統(tǒng)啟動；此時，可松開所述無線遙控器93按鈕或所述開關(guān)機(jī)按鈕92。需要關(guān)閉系統(tǒng)時，再次壓下所述無線遙控器93按鈕或所述開關(guān)機(jī)按鈕92，所述操作控制單元6輸出開關(guān)信號給所述控制器7，所述控制器7接收到開關(guān)信號后，控制所述開關(guān)機(jī)按鈕92上的指示燈閃爍(提示關(guān)機(jī)，此時可松開所述無線遙控器93的按鈕或所述開關(guān)機(jī)按鈕92)，所述控制器7同時控制所述輔助系統(tǒng)8停止工作，然后停止輸出保持供電信號給所述操作控制單元6，使得所述操作控制單元7與所述控制器7、DCDC變換單元2的電連接斷開；整個系統(tǒng)停止工作。壓下所述急停按鈕94時，所述操作控制單元6與所述控制器7、D⑶C變換單元2之間的電連接迅速斷開，從而切斷整個系統(tǒng)的供電，使得系統(tǒng)停止工作。所述監(jiān)測顯示器91從所述控制器7獲得電力、通訊數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示系統(tǒng)狀態(tài)、
故障信息等。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，包括外殼(90)、以及設(shè)置在所述外殼(90)內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)(100)、D⑶C變換單元(2)、接觸器(3)、蓄能裝置(4)、控制器(7)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述外殼(90)外的電源輸出端(5)、以及設(shè)置在所述外殼(90)內(nèi)的操作控制單元(6)，其中，所述接觸器(3)為常開型大電流接觸器，所述DCDC變換單元(2)包括相連接的D⑶C變換器(21)和大功率二極管(22)， 所述燃料電池系統(tǒng)(100 )連接所述D⑶C變換單元(2 )、接觸器(3 )、電源輸出端(5 )，所述控制器(7)連接所述燃料電池系統(tǒng)(100)、操作控制單元(6)、接觸器(3)，所述蓄能裝置(4)連接所述控制器(7)、操作控制單元(6)、接觸器(3)， 所述燃料電池系統(tǒng)(100)、蓄能裝置(4)沿著所述外殼(90)由前往后的方向依次設(shè)置在所述外殼(90)的電氣隔板(901)上，所述DCDC變換單元(2)位于所述蓄能裝置(4)的正上方，所述操作控制單元(6 )和控制器(7 )位于所述D⑶C變換單元(2 )的正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(7)和操作控制單元(6)沿著所述外殼(90)由前往后的方向依次安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸器(3)安裝在所述外殼(90)的側(cè)板與所述操作控制單元(6)之間的空間內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述外殼(90)內(nèi)的氫氣存儲系統(tǒng)、加注閥(95),所述電氣隔離板(901)將所述外殼(90)的空間分隔為電子系統(tǒng)空間和氣體供應(yīng)空間，所述燃料電池系統(tǒng)(100)、DCDC變換單元(2)、接觸器(3)、蓄能裝置(4)、控制器(7)、操作控制單元(6)、加注閥(95)位于所述電子系統(tǒng)空間內(nèi)，所述氫氣存儲系統(tǒng)位于所述氣體供應(yīng)空間內(nèi)，所述氣體供應(yīng)空間位于所述電子系統(tǒng)空間的下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池系統(tǒng)(100)所包含的燃料電池(I)的輸出端連接所述D⑶C變換單元(2)的輸入端，D⑶C變換單元(2)通過所述接觸器(3)連接所述蓄能裝置(4)，所述DCDC變換單元(2)的輸出端還連接所述電源輸出端(5)和所述燃料電池系統(tǒng)(100)所包含的大功率輔助部件(80)，所述蓄能裝置(4 )的端口通過所述接觸器(3 )連接所述電源輸出端(5 )和所述燃料電池系統(tǒng)(100)所包含的大功率輔助部件(80)，所述操作控制單元(6)分別連接所述蓄能裝置(4)、D⑶C變換單元(2 )、控制器(7 )，所述控制器(7 )分別連接所述燃料電池系統(tǒng)(100 )所包含的燃料電池、輔助系統(tǒng)(8)、D⑶C變換單元(2)、接觸器(3)的控制端、蓄能裝置(4)，其中，所述輔助系統(tǒng)(8)包括所述大功率輔助部件(80)， 所述操作控制單元(6 )用于接收操作信號并為所述控制器(7 )和DCDC變換單元(2 )供電，所述控制器(7)用于接收所述操作控制單元(6)根據(jù)所述操作信號生成的操作指令并根據(jù)所述操作指令控制所述接觸器(3)、DCDC變換單元(2)、輔助系統(tǒng)(8)，所述控制器(7)還用于測量所述燃料電池系統(tǒng)(100)所包含的燃料電池(I)的狀態(tài)參數(shù)、測量所述蓄能裝置(4)的狀態(tài)參數(shù)、測量所述輔助系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)、和接收所述DCDC變換單元(2)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池(I)的輸出端連接所述D⑶C變換器(21)的輸入端，所述DCDC變換器(21)的輸出端正極連接所述大功率二極管(22)的正極，所述大功率二極管(22)的負(fù)極通過所述接觸器(3)連接所述蓄能裝置(4 )，所述D⑶C變換器(21)連接所述控制器(7 )并接受所述控制器(7 )的控制，所述DCDC變換器(21)連接所述操作控制單元(6 )并接收所述操作控制單元(6 )的供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，所述操作控制單元(6)根據(jù)接收到的開機(jī)操作信號改變與所述DCDC變換單元、以及控制器(7)的電連接狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，所述D⑶C變換單元(2)的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括D⑶C輸入電流、D⑶C輸入電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，其特征在于，還包括如下任一種或任多種裝置 -氫氣安全系統(tǒng)，所述氫氣安全系統(tǒng)包括分別放置在電子控制系統(tǒng)空間、以及氣體供應(yīng) 空間內(nèi)的傳感器，所述傳感器連接所述控制器(7)， -監(jiān)測顯示器(91)，所述監(jiān)測顯示器(91)連接所述控制器(7 )， -開關(guān)機(jī)按鈕(92)，所述開關(guān)機(jī)按鈕(92)分別連接所述操作控制單元(6)和控制器(7)， -無線遙控器(93)，所述無線遙控器(93)以無線方式連接所述操作控制單元(6)， -急停按鈕(94)，所述急停按鈕(94)連接所述操作控制單元(6)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種小型化叉車用燃料電池電源系統(tǒng)，包括外殼(90)、以及設(shè)置在所述外殼(90)內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)(100)、DCDC變換單元(2)、接觸器(3)、蓄能裝置(4)、控制器(7)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述外殼(90)外的電源輸出端(5)、以及設(shè)置在所述外殼(90)內(nèi)的操作控制單元(6)，其中，所述接觸器(3)為常開型大電流接觸器，所述DCDC變換單元(2)包括相連接的DCDC變換器(21)和大功率二極管(22)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊，能夠方便地對系統(tǒng)進(jìn)行安裝、檢修維護(hù)等工作，并且可以放置更高容量的儲能裝置，讓儲能裝置處于較低倍率的充放電狀態(tài)，延長了儲能裝置的壽命、以及系統(tǒng)可以擱置不使用的時間。
文檔編號B60L11/18GK102887079SQ20121037632
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者葛栩栩 申請人:引峰新能源科技(上海)有限公司