一种储能电车控制系统及具有该系统的电车技术方案

本发明专利技术公开了一种储能电车控制系统，包括用于产生电能的制氢燃料电池和用于存储电能并为车辆的牵引电机提供电能的超级电容，制氢燃料电池和超级电容连接，还包括用于控制制氢燃料电池输出功率的控制器，控制器根据车辆行驶状态和超级电容的电量控制制氢燃料电池的输出功率。本发明专利技术通过在制氢燃料电池上加装控制器，以便根据超级电容和车辆状态对制氢燃料电池的输出功率进行调整，相比起设置泄放电阻的系统而言，本申请减轻了储能电车控制系统的整体重量，实现了对储能电车控制系统能量的有效利用，从而节省了储能电车控制系统中制氢燃料电池的能量，节约环保，优化了结构配置。本发明专利技术还公开了一种包括上述储能电车控制系统的电车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动车辆
，更具体地说，涉及一种储能电车控制系统。此外，本专利技术还涉及一种包括上述储能电车控制系统的电车。
技术介绍
目前道路上行驶的汽车大都使用从原油当中提炼的汽油或柴油燃料，相比于这种以化石能源作为动力的内燃汽车，电动汽车具有环保、节能的显著优势，电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。目前大多数电动汽车采用的是锂电池作为储能电源，锂电池具有较高的能量密度，能够满足车辆续航里程的要求，但充放电电流过小，难以释放较大功率，特别是在制动环节，再生回馈能量效果较差，且电池使用寿命短。采用超级电容作为储能元件的储能电源解决了使用寿命和大电流充放电的问题，但由于超级电容是功率型器件，其能量密度较低，无法满足车辆续航里程的要求。采用燃料电池和超级电容作为储能电源的电动汽车具有高效和环保的优点，车辆运行的不同工况对燃料电池的功率输出要求不同，目前在以燃料电池作为车辆动力的方案中，通过泄放电阻吸收燃料电池多余电能。这样不仅造成了能源浪费，而且由于泄放电阻的加入，给车辆重量和安装空间都带来了不利影响，并且增加了生产和维护成本。综上所述，如何提供一种节能、低成本的储能电车控制系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种储能电车控制系统，该系统的制造成本低，节省能量损耗。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述储能电车控制系统的电车。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种储能电车控制系统，包括用于产生电能的制氢燃料电池和用于存储电能并为车辆的牵引电机提供电能的超级电容，所述制氢燃料电池和所述超级电容连接，还包括用于控制所述制氢燃料电池输出功率的控制器，所述控制器根据车辆行驶状态和所述超级电容的电量控制所述制氢燃料电池的输出功率。优选的，所述制氢燃料电池为甲醇重整制氢燃料电池，所述甲醇重整制氢燃料电池连接用于提供燃料的甲醇燃料箱。优选的，所述制氢燃料电池与所述超级电容通过DC/DC控制器连接，所述超级电容通过DC/AC控制器连接车辆的牵引电机，所述DC/DC控制器和所述DC/AC控制器均与控制器连接，控制器包括：用于检测所述超级电容的电量的超级电容电压检测模块，所述超级电容电压检测模块与所述超级电容连接；用于当所述超级电容电压不足时作为车辆启动电源的蓄电池，所述蓄电池与所述DC/DC控制器和所述超级电容电压检测模块连接。优选的，所述控制器和所述制氢燃料电池均连接所述超级电容电压检测模块，当所述超级电容的电压超过所述预设值时，所述控制器控制所述制氢燃料电池降低输出。优选的，所述控制器与用于将所述牵引电机的动能转化为电能的发电机连接，所述发电机与所述牵引电机、所述DC/AC控制器连接。优选的，所述发电机包括用于控制所述发电机启停的电机控制器，所述电机控制器与所述超级电容电压检测模块连接，当所述电机控制器获得所述超级电容的电量为满电时，所述电机控制器控制所述发电机关闭。优选的，还包括用于在停机状态下控制所述制氢燃料电池将全部电能输出给所述车辆辅助负载的辅助负载控制器，所述辅助负载控制器连接车辆辅助负载、所述制氢燃料电池。一种电车，包括储能电车控制系统，所述储能电车控制系统为上述任意一项所述的储能电车控制系统。本专利技术通过在制氢燃料电池上加装控制器，以便根据超级电容和车辆状态对制氢燃料电池的输出功率进行调整，相比起设置泄放电阻的系统而言，本申请减轻了储能电车控制系统的整体重量，实现了对储能电车控制系统能量的有效利用，从而节省了储能电车控制系统中制氢燃料电池的能量，不仅实现了节约环保，有效利用能源，车辆的整体成本低，优化了结构配置。本专利技术还提供了一种包括上述储能电车控制系统的电车。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的储能电车控制系统的示意图。图1中：1为甲醇燃料箱、2为甲醇重整制氢燃料电池、3为DC/DC控制器、4为超级电容、5为蓄电池、6为DC/AC控制器、7为牵引电机、8为差速器、9为车轮、10为控制器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种储能电车控制系统，该系统的制造成本低，节省能量损耗。本专利技术的另一核心是提供一种包括上述储能电车控制系统的电车。请参考图1，图1为本专利技术所提供的储能电车控制系统的示意图。本专利技术所提供的一种储能电车控制系统，包括用于产生电能的制氢燃料电池和用于存储电能的超级电容4，制氢燃料电池和超级电容4连接，超级电容4用于为车辆的牵引电机7提供电能，还包括用于控制制氢燃料电池输出功率的控制器10，控制器10根据车辆行驶状态和超级电容4的电量控制制氢燃料电池的输出功率。需要说明的是，控制器10的形式多样，可以为多种类型的控制部件，控制器10与制氢燃料电池连接，对制氢燃料电池的输出功率进行控制，具体的控制方式是根据当前车辆的行驶状态和当前超级电容4的电量进行控制。车辆行驶状态分为启动状态、正常行驶状态、制动状态和停机状态，超级电容4电量包括满电状态和未满电状态。由于超级电容4的作用是存储电能，将从制氢燃料电池处获取的电能进行存储，并用于对牵引电机的供能，所以需要考虑牵引电机所处状态，即车辆的行驶状态，另外，还需要考虑当前超级电容4内的容量，若超级电容4内的电量足以供应牵引电机的使用，则无需制氢燃料电池进行输出；若电量不满或不能满足当前牵引电机的使用，则需要制氢燃料电池输出，或提高制氢燃料电池的输出。需要说明的是，控制器10与超级电容4连接，以获得超级电容4内部电量情况，或者控制器10与用于获取超级电容4内部电量的装置连接，例如，电量测量装置等。现有技术中是在超级电容4上安装泄放电阻，考虑到泄放电阻的重量较大，给车辆重量和安装空间都带来了不利影响，并且增加了生产和维护成本。更重要的是，泄放电阻的泄放方式是将能量耗散，而不是进行其他利用，所以造成了能源的严重浪费。而本申请中通过在制氢燃料电池上加装控制器10，以便根据超级电容4和车辆状态对制氢燃料电池的输出功率进行调整，本申请减轻了储能电车控制系统的整体重量，实现了对储能电车控制系统能量的有效利用，从而节省了储能电车控制系统中制氢燃料电池的能量，不仅实现了节约环保，有效利用能源，而且，车辆的整体成本低，优化了结构配置。另外，由于超级电容4属于功率型储能器件，具有大功率充放电的能力，因此，以超级电容4带动车辆的牵引电机7，车辆能够获得很好的加速度性能，另一方面，制氢燃料电池具备较好的恒功率输出特性，制氢燃料电池以恒功率向超级电容充电，确保了超级电容4的电量稳定，其中恒功率指的是确定功率后，功率的稳定不变，但仍可以进行调整。在上述实施例的基础之上，制氢燃料电池为甲醇重整制氢燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能电车控制系统，包括用于产生电能的制氢燃料电池和用于存储电能并为车辆的牵引电机提供电能的超级电容，所述制氢燃料电池和所述超级电容连接，其特征在于，还包括用于控制所述制氢燃料电池输出功率的控制器，所述控制器根据车辆行驶状态和所述超级电容的电量控制所述制氢燃料电池的输出功率。

【技术特征摘要】
1.一种储能电车控制系统，包括用于产生电能的制氢燃料电池和用于存储电能并为车辆的牵引电机提供电能的超级电容，所述制氢燃料电池和所述超级电容连接，其特征在于，还包括用于控制所述制氢燃料电池输出功率的控制器，所述控制器根据车辆行驶状态和所述超级电容的电量控制所述制氢燃料电池的输出功率。2.根据权利要求1所述的储能电车控制系统，其特征在于，所述制氢燃料电池为甲醇重整制氢燃料电池，所述甲醇重整制氢燃料电池连接用于提供燃料的甲醇燃料箱。3.根据权利要求1或2所述的储能电车控制系统，其特征在于，所述制氢燃料电池与所述超级电容通过DC/DC控制器连接，所述超级电容通过DC/AC控制器连接车辆的牵引电机，所述DC/DC控制器和所述DC/AC控制器均与控制器连接，控制器包括：用于检测所述超级电容的电量的超级电容电压检测模块，所述超级电容电压检测模块与所述超级电容连接；用于当所述超级电容电压不足时作为车辆启动电源的蓄电池，所述蓄电池与所述DC/DC控制器和所述超级电容电压检测模块连接。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛业军，杨颖，彭钧敏，邓谊柏，陈平安，张伟先，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43