本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

世界范圍內(nèi)的電能危機(jī)和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，多年來的實(shí)踐證明，節(jié)能和減排是汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向，電力驅(qū)動(dòng)車輛是解決車輛電能危機(jī)與尾氣污染的一個(gè)重要途徑。因此，電力驅(qū)動(dòng)車輛的電能供給系統(tǒng)開發(fā)就顯得尤為重要。在電力驅(qū)動(dòng)車輛的電能供給系統(tǒng)方面，盡管單純使用儲(chǔ)能動(dòng)力電池的電力驅(qū)動(dòng)車輛具有零排放、低噪音和高效率的優(yōu)點(diǎn)，但由于受到儲(chǔ)能電池能量密度低的局限，導(dǎo)致純動(dòng)力電池提供能量供給的車輛不但制造成本高，而且續(xù)航里程短和充電時(shí)間長(zhǎng)。在儲(chǔ)能電池的能量密度得到突破性進(jìn)展前，目前的電能供給系統(tǒng)尚不能滿足人們對(duì)電力驅(qū)動(dòng)車輛的使用需求。

而目前采用增程式車輛的電能供給驅(qū)動(dòng)車輛是一種介于傳統(tǒng)車輛和純動(dòng)力電池提供電能驅(qū)動(dòng)車輛之間的過渡型車輛，兼有兩者的一些優(yōu)點(diǎn)，如低排放、高效率和續(xù)航里程長(zhǎng)等。目前市場(chǎng)上采用增程式的電能驅(qū)動(dòng)車輛主要有兩種方式：采用單一內(nèi)燃機(jī)發(fā)電和單一動(dòng)力電池聯(lián)合提供電能供給；采用儲(chǔ)氫形式的質(zhì)子交換膜燃料電池和單一動(dòng)力電池聯(lián)合提供電能供給。第一種形式雖然它是電力驅(qū)動(dòng)，但也不是零排放的。內(nèi)燃機(jī)發(fā)電也會(huì)有排放污染。第二種形式雖然零排放，但是車載儲(chǔ)氫具有加氫難、危險(xiǎn)系數(shù)高、技術(shù)難度大等諸多局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)采用儲(chǔ)氫罐儲(chǔ)存氫氣向燃料電池提供氫氣，存在加氫難、危險(xiǎn)系數(shù)高的技術(shù)問題，提供了一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)，其可采用甲醇、乙醇、天然氣等清潔燃料作為能源，解決了加氫難、危險(xiǎn)系數(shù)高的技術(shù)問題。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型的一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)，包括燃料罐、燃料重整反應(yīng)堆、燃料電池發(fā)電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器、配電單元、電池系統(tǒng)和電能管理控制器，所述燃料罐、燃料重整反應(yīng)堆和燃料電池發(fā)電機(jī)依次通過連接管路連接，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端與燃料電池發(fā)電機(jī)電連接，所述配電單元分別與電池系統(tǒng)、電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)和DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接，所述電能管理控制器分別與燃料電池發(fā)電機(jī)的控制端、電池系統(tǒng)的控制端、配電單元的控制端和整車控制器電連接。

在本技術(shù)方案中，燃料罐存儲(chǔ)甲醇、乙醇或天然氣等清潔燃料。燃料罐中的燃料輸送到燃料重整反應(yīng)堆中后，燃料重整反應(yīng)堆中的燃料在氧氣不足的環(huán)境下在高溫或催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣。燃料重整反應(yīng)堆輸送到燃料電池發(fā)電機(jī)中的一氧化碳和氫氣在600℃～800℃下直接和氧化劑反應(yīng)，產(chǎn)生電能。DC/DC轉(zhuǎn)換器將燃料電池發(fā)電機(jī)輸出的電壓轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車需要的電壓。配電單元用于控制電池系統(tǒng)、電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)和DC/DC轉(zhuǎn)換器之間的電路連通或斷開。

電能管理控制器控制燃料電池發(fā)電機(jī)和配電單元工作，與電池系統(tǒng)通信獲取電動(dòng)汽車電池的信息。電能管理控制器還與整車控制器通信獲取整車信息，反饋電能供給系統(tǒng)信息到整車控制器。電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)，整車控制器發(fā)送信息給電能管理控制器，電能管理控制器控制燃料電池發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。

作為優(yōu)選，所述燃料罐用于存儲(chǔ)燃料，所述燃料為甲醇、乙醇或天然氣。

作為優(yōu)選，所述電池系統(tǒng)包括鋰離子電池和電池管理控制模塊。

作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)還包括熱能回收裝置，所述熱能回收裝置包括熱交換器、風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)管路和出風(fēng)管路，所述熱交換器的熱媒進(jìn)口、熱媒出口分別與燃料電池發(fā)電機(jī)的排熱系統(tǒng)連接，所述熱交換器的冷媒進(jìn)口通過進(jìn)風(fēng)管路與風(fēng)機(jī)連接，所述熱交換器的冷媒出口與出風(fēng)管路連接，所述出風(fēng)管路上設(shè)有第一出風(fēng)口，所述第一出風(fēng)口通過通氣管路與電池系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口連接，所述第一出風(fēng)口上設(shè)有第一電磁閥，所述電能管理控制器分別與風(fēng)機(jī)和第一電磁閥電連接。

電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中，電能管理控制器與電池系統(tǒng)通信獲取電池溫度信息，當(dāng)電池溫度較低時(shí)，電能管理控制器控制第一電磁閥打開，控制風(fēng)機(jī)工作，風(fēng)機(jī)吹入的冷風(fēng)通過熱交換器加熱后成為熱風(fēng)吹入電池系統(tǒng)，給電池加熱，保證電池在較好的充放電性能溫度區(qū)間。

作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)還包括檢測(cè)燃料電池發(fā)電機(jī)輸出電壓電流的電壓電流檢測(cè)模塊，所述電壓電流檢測(cè)模塊與電能管理控制器電連接。電能管理控制器將檢測(cè)的燃料電池發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流數(shù)據(jù)發(fā)送到整車控制器。

作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)還包括設(shè)置在電動(dòng)汽車駕駛室內(nèi)的報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊與電能管理控制器電連接。當(dāng)燃料電池發(fā)電機(jī)輸出的電壓或電流過高時(shí)，報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警。

本實(shí)用新型的有益效果是：可采用甲醇、乙醇、天然氣等清潔燃料作為能源，解決了加氫難、危險(xiǎn)系數(shù)高的技術(shù)問題，根據(jù)車輛行駛的不同工況，提供一個(gè)最優(yōu)的供電模式。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的一種電路原理連接框圖；

圖3是熱能回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、燃料罐，2、燃料重整反應(yīng)堆，3、燃料電池發(fā)電機(jī)，4、DC/DC轉(zhuǎn)換器，5、配電單元，6、電池系統(tǒng)，7、電能管理控制器，8、電機(jī)系統(tǒng)，9、整車控制器，10、熱交換器，11、風(fēng)機(jī)，12、進(jìn)風(fēng)管路，13、出風(fēng)管路，14、第一電磁閥，15、第二電磁閥，16、電壓電流檢測(cè)模塊，17、報(bào)警模塊，18、第一出風(fēng)口，19、第二出風(fēng)口，20、無線通信模塊。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例1：本實(shí)施例的一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)，如圖1、圖2所示，包括燃料罐1、燃料重整反應(yīng)堆2、燃料電池發(fā)電機(jī)3、DC/DC轉(zhuǎn)換器4、配電單元5、電池系統(tǒng)6和電能管理控制器7，燃料罐1、燃料重整反應(yīng)堆2和燃料電池發(fā)電機(jī)3依次通過連接管路連接，DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸入端與燃料電池發(fā)電機(jī)3電連接，配電單元5分別與電池系統(tǒng)6、電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)8和DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸出端電連接，電能管理控制器7分別與燃料電池發(fā)電機(jī)3的控制端、電池系統(tǒng)6的控制端、配電單元5的控制端和整車控制器9電連接。

燃料罐用于存儲(chǔ)燃料，所述燃料為甲醇、乙醇或天然氣。燃料罐中的燃料輸送到燃料重整反應(yīng)堆中后，燃料重整反應(yīng)堆中的燃料在氧氣不足的環(huán)境下在高溫或催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣。燃料重整反應(yīng)堆輸送到燃料電池發(fā)電機(jī)中的一氧化碳和氫氣在600℃～800℃下直接和氧化劑反應(yīng)，產(chǎn)生電能。DC/DC轉(zhuǎn)換器將燃料電池發(fā)電機(jī)輸出的電壓轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車需要的電壓。配電單元用于控制電池系統(tǒng)、電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)和DC/DC轉(zhuǎn)換器之間的電路連通或斷開。電池系統(tǒng)包括功率型鋰離子電池和電池管理控制模塊，功率型鋰離子電池主要起到“削峰填谷”的作用。

電能管理控制器控制燃料電池發(fā)電機(jī)和配電單元工作，與電池系統(tǒng)通信獲取電動(dòng)汽車電池的信息。電能管理控制器還與整車控制器通信獲取整車信息，反饋電能供給系統(tǒng)信息到整車控制器。電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)，整車控制器發(fā)送信息給電能管理控制器，電能管理控制器控制燃料電池發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。

如圖3所示，電能供給系統(tǒng)還包括熱能回收裝置，熱能回收裝置包括熱交換器10、風(fēng)機(jī)11、進(jìn)風(fēng)管路12和出風(fēng)管路13，熱交換器10的熱媒進(jìn)口、熱媒出口分別與燃料電池發(fā)電機(jī)3的排熱系統(tǒng)連接，熱交換器10的冷媒進(jìn)口通過進(jìn)風(fēng)管路12與風(fēng)機(jī)11連接，熱交換器10的冷媒出口與出風(fēng)管路13連接，出風(fēng)管路13上設(shè)有第一出風(fēng)口18，第一出風(fēng)口18通過通氣管路與電池系統(tǒng)6的進(jìn)風(fēng)口連接，第一出風(fēng)口18上設(shè)有第一電磁閥14，電能管理控制器7分別與風(fēng)機(jī)11和第一電磁閥14電連接。出風(fēng)管路13上還設(shè)有第二出風(fēng)口19，第二出風(fēng)口19通過通氣管路與電動(dòng)汽車駕駛室內(nèi)的出氣口連接，第二出風(fēng)口19上設(shè)有第二電磁閥15，第二電磁閥15與電能管理控制器7電連接。

電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中，電能管理控制器與電池系統(tǒng)通信獲取電池溫度信息，當(dāng)電池溫度較低時(shí)，電能管理控制器控制第一電磁閥打開，控制風(fēng)機(jī)工作，風(fēng)機(jī)吹入的冷風(fēng)通過熱交換器加熱后成為熱風(fēng)吹入電池系統(tǒng)，給電池加熱，保證電池在較好的充放電性能溫度區(qū)間。

電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中，用戶可通過整車控制器向電能管理控制器發(fā)送控制信號(hào)，電能管理控制器控制第二電磁閥打開，控制風(fēng)機(jī)工作，風(fēng)機(jī)吹入的冷風(fēng)通過熱交換器加熱后成為熱風(fēng)吹入電動(dòng)汽車駕駛室，給電動(dòng)汽車駕駛室提供暖風(fēng)。

電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)還包括檢測(cè)燃料電池發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流的電壓電流檢測(cè)模塊16和設(shè)置在電動(dòng)汽車駕駛室內(nèi)的報(bào)警模塊17，電能管理控制器7分別與電壓電流檢測(cè)模塊16和報(bào)警模塊17電連接。

電能管理控制器將檢測(cè)的燃料電池發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流數(shù)據(jù)發(fā)送到整車控制器。當(dāng)燃料電池發(fā)電機(jī)輸出的電壓或電流過高時(shí)，報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警。

電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)還包括無線通信模塊20，無線通信模塊20與電能管理控制器7電連接。電能管理控制器能通過無線通信模塊與其他設(shè)備進(jìn)行無線通信，用戶可通過智能手機(jī)等終端與電能供給系統(tǒng)通信，獲取數(shù)據(jù)，修改參數(shù)，升級(jí)系統(tǒng)等。

當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)，電能管理控制器控制燃料電池發(fā)電機(jī)工作發(fā)電，通過配電單元控制電池系統(tǒng)與電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)電連接，電池系統(tǒng)給電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)供電；當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)一定時(shí)間后，電能管理控制器控制燃料電池發(fā)電機(jī)與電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)電連接，控制電池系統(tǒng)與電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)斷開連接，燃料電池發(fā)電機(jī)單獨(dú)給電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)供電。燃料電池發(fā)電機(jī)由于工作溫度較高，所以啟動(dòng)時(shí)間較慢，啟動(dòng)時(shí)需要由電池系統(tǒng)給電動(dòng)汽車的電機(jī)系統(tǒng)供電。

實(shí)施例2：本實(shí)施例的一種電動(dòng)汽車電能供給系統(tǒng)，配電單元5與電池系統(tǒng)6之間設(shè)有第一接觸器和第一保險(xiǎn)絲，配電單元5與DC/DC轉(zhuǎn)換器4之間設(shè)有第二接觸器和第二保險(xiǎn)絲，電能管理控制器7分別與第一接觸器和第二接觸器電連接，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。

當(dāng)電池系統(tǒng)輸出的電壓或電流過高時(shí)，電能管理控制器控制第一接觸器斷開，當(dāng)燃料電池發(fā)電機(jī)輸出的電壓或電流過高時(shí)，電能管理控制器控制第二接觸器斷開。