燃料电池移动充电车及其充电控制方法技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池移动充电车及其充电控制方法，该移动充电车包括燃料电池、为所述燃料电池提供燃料来源的储氢装置、动力电池、动力电源分配单元、行驶动力系统、电机控制器、DCDC转换器、充电接口以及整车控制器，所述行驶动力系统包括驱动电机和与所述驱动电机相连接的AMT变速箱，所述动力电池的电源输出端与所述燃料电池并联，所述电机控制器的三相输出端与所述驱动电机连接，所述DCDC转换器与所述动力电源分配单元连接，所述充电接口与外接电动汽车的充电端口通过电缆连接，所述整车控制器控制所述行驶动力系统的扭矩输出和管理外接电动汽车的充电过程。本发明专利技术零排放、无污染、无机械传动、噪声低、充电效率高。

Fuel cell mobile charging vehicle and charging control method thereof

The invention provides a fuel cell mobile charging car and a charging control method, which includes a fuel cell, a hydrogen storage device for providing fuel sources for the fuel cell, a power battery, a power supply distribution unit, a driving power system, a motor controller, a DCDC converter, a charging interface, and a whole vehicle control. The driving power system includes a driving motor and an AMT transmission connected with the driving motor. The power source output end of the power battery is parallel to the fuel cell. The three-phase output end of the motor controller is connected with the driving motor, and the DCDC converter is connected with the power supply allocation unit. The charging interface and the charging port of the external electric vehicle are connected through the cable. The vehicle controller controls the torque output of the driving power system and the charging process of the external electric vehicle. The invention has zero discharge, no pollution, no mechanical transmission, low noise and high charging efficiency.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池移动充电车及其充电控制方法
本专利技术涉及新能源汽车
，特别是涉及一种燃料电池移动充电车及其充电控制方法。
技术介绍
新能源电动汽车有着节能、环保等优点，已成为未来汽车发展的重要趋势之一，是新一代汽车研发的热点。但是，充电难却始终制约着电动汽车的发展，部分无固定车位、电力增容难的老旧小区以及旅游景区等不具备安装充电桩的地区，利用移动充电车进行充电。然而现有的移动充电车大多采用发动机加变速箱的驱动方式，充电系统采用发动机带动发电机发电，存在排放不达标、噪声大、充电效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术提供了一种燃料电池移动充电车，所述燃料电池移动充电车能够为外接电动汽车进行充电，包括：燃料电池，为移动充电车及外接电动汽车提供电能；储氢装置，用于存贮氢气，为所述燃料电池提供燃料来源；动力电池，所述动力电池的电源输出端与所述燃料电池并联，为所述移动充电车提供驱动力和辅助电能；动力电源分配单元，用于对从燃料电池/动力电池输出的电力进行分配管理和过程监测；行驶动力系统，所述行驶动力系统包括驱动电机和与所述驱动电机相连接的AMT变速箱，所述驱动电机为整车提供动力来源；电机控制器，所述电机控制器的三相输出端与所述驱动电机连接，控制所述驱动电机输出扭矩和转速；DCDC转换器，所述DCDC转换器与所述动力电源分配单元连接，用于调节所述燃料电池的充电电压并输出；充电接口，与外接电动汽车的充电端口通过电缆连接；整车控制器，用于控制所述行驶动力系统的扭矩输出和管理外接电动汽车的充电过程。另外，还包括与所述燃料电池相连接的燃料电池管理系统和与所述动力电池相连接的动力电池管理系统。另外，还包括与所述AMT变速箱连接的变速箱控制器，用于控制所述AMT变速箱的档位切换以及控制所述驱动电机的调速。进一步地，所述整车控制器与所述电机控制器以及所述DCDC转换器通过CAN总线通讯连接。进一步地，所述整车控制器与所述燃料电池管理系统以及所述动力电池管理系统通过CAN总线通讯连接。进一步地，所述整车控制器与所述变速箱控制器通过CAN总线通讯连接。本专利技术还提供了一种燃料电池移动充电车的充电控制方法，所述充电控制方法是利用上述燃料电池移动充电车来实施的，包括：切断移动充电车和外接电动汽车行驶动力系统的高压电源输出；将移动充电车的充电接口和外接电动汽车的充电端口通过电缆连接，将外接电动汽车的动力电池管理系统和移动充电车的燃料电池管理系统通过CAN总线建立通讯连接，整车控制器控制动力电源分配单元，将燃料电池外接的充电回路闭合；根据外接电动汽车的动力电池管理系统发出充电请求，燃料电池管理系统控制燃料电池输出充电电源，整车控制器控制DCDC转换器输出需求的充电电压，为外接电动汽车进行充电；当外接电动汽车的动力电池容量SOC达到设定值后，燃料电池管理系统控制燃料电池中断充电电源输出，整车控制器控制动力电源分配单元将外接充电回路断开，充电结束。本专利技术的优点如下：(1)本专利技术的燃料电池移动充电车零排放、无污染。(2)本专利技术的燃料电池移动充电车充电时，燃料电池提供移动充电车行驶和补给其他电动汽车的动力电源，无机械传动，噪声低，充电效率高。(3)本专利技术通过DCDC转换器调节燃料电池和动力电池充电电压输出，可以满足电动汽车不同充电电压等级的需求。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例提供的燃料电池移动充电车的结构示意图。图中附图标记如下：1-燃料电池2-储氢装置3-动力电池4-动力电源分配单元5-驱动电机6-AMT变速箱7-电机控制器8-变速箱控制器9-DCDC转换器10-充电接口11-整车控制器具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术的实施方式提供的燃料电池移动充电车的结构示意图。如图1所示，燃料电池移动充电车包括配置有储氢装置2的燃料电池1、动力电池3、动力电源分配单元4、驱动电机5、AMT变速箱6、电机控制器7、变速箱控制器8、DCDC转换器9、充电接口10和整车控制器11。燃料电池1通过一定的化学反应，将氢气和空气(氧气)反应，转化为水和热量，同时输出电流，通过内部DCDC转换器9进行隔离稳压，为移动充电车和外接电动汽车提供电能来源。燃料电池1输出电能和水，使得移动充电车在行驶和补电的全过程中无污染物排放。储氢装置2用于存贮氢气，氢气作为燃料电池1的燃料来源，清洁无污染。动力电池3，动力电池3的电源输出端与燃料电池1并联，为移动充电车提供驱动力和其他辅助的能量来源，电池的充、放电过程由电池管理系统(BMS)进行控制。电池管理系统(BMS)实时监控动力电池3的状态，并对动力电池3充、放电过程进行管理。动力电源分配单元(PDU)4用于对从燃料电池1和动力电池3输出的电力进行分配管理，控制高压电气系统的上下电过程、高压电源输出的分配管理并对整个电源分配过程进行监测。行驶动力系统包括驱动电机5和与驱动电机5相连接的AMT变速箱6，为整车提供动力来源；驱动电机5通过提供不同的转速和扭矩，满足整车的车速和动力需求。电机控制器(MCU)7的三相输出端连接驱动电机5，通过调节输出三相电流的大小和频率，控制驱动电机5的输出扭矩和转速。变速箱控制器(TCU)8与AMT变速箱6连接，用于控制AMT变速箱6档位的切换以及驱动电机5的调速。DCDC转换器9连接动力电源分配单元(PDU)4，将燃料电池1对外接电动汽车进行充电时的电压进行调节后，输出电流，为外接电动汽车进行充电。使用DCDC转换器9调节充电电压，可以满足电动汽车不同充电电压等级的需求。移动充电车上设有充电接口10，用于连接外接电动汽车的充电端口，包括用于电源传输的动力电缆和充电插头等。整车控制器(VCU)11用于控制行驶动力系统的扭矩输出和对外接电动汽车充电过程的管理。整车控制器(VCU)11通过CAN总线与电机控制器7、变速箱控制器(TCU)8、DCDC转换器9通讯连接，实时接收和发送信息，控制驱动电机5驱动整车行驶并管理整个动力系统。移动充电车控制整车行驶的过程如下：整车控制器(VCU)11通过采集移动充电车的制动踏板深度、加速踏板深度、手刹信号等输入信号，判断驾驶员的动力需求，结合通过CAN总线获得的动力电池管理系统BMS、燃料电池管理系统FCBMS、电机控制器(MCU)8、变速箱控制器(TCU)9等通讯信息，通过设计的控制策略，对移动充电车行驶过程中动力系统的扭矩进行控制。整车控制器(VCU)11合理控制燃料电池1和动力电池3的输出功率，保证二者的协调。燃料电池1工作时，动力电池3根据实际移动充电车的需求功率进行动态调整，当需求功率大于燃料电池输出功率时，动力电池3提供行驶的部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池移动充电车，所述燃料电池移动充电车能够为外接电动汽车进行充电，其特征在于，包括：燃料电池，为移动充电车及外接电动汽车提供电能；储氢装置，用于存贮氢气，为所述燃料电池提供燃料来源；动力电池，所述动力电池的电源输出端与所述燃料电池并联，为所述移动充电车提供驱动力和辅助电能；动力电源分配单元，用于对从燃料电池/动力电池输出的电力进行分配管理和过程监测；行驶动力系统，所述行驶动力系统包括驱动电机和与所述驱动电机相连接的AMT变速箱，所述驱动电机为整车提供动力来源；电机控制器，所述电机控制器的三相输出端与所述驱动电机连接，控制所述驱动电机输出扭矩和转速；DCDC转换器，所述DCDC转换器与所述动力电源分配单元连接，用于调节所述燃料电池的充电电压并输出；充电接口，与外接电动汽车的充电端口通过电缆连接；整车控制器，用于控制所述行驶动力系统的扭矩输出和管理外接电动汽车的充电过程。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池移动充电车，所述燃料电池移动充电车能够为外接电动汽车进行充电，其特征在于，包括：燃料电池，为移动充电车及外接电动汽车提供电能；储氢装置，用于存贮氢气，为所述燃料电池提供燃料来源；动力电池，所述动力电池的电源输出端与所述燃料电池并联，为所述移动充电车提供驱动力和辅助电能；动力电源分配单元，用于对从燃料电池/动力电池输出的电力进行分配管理和过程监测；行驶动力系统，所述行驶动力系统包括驱动电机和与所述驱动电机相连接的AMT变速箱，所述驱动电机为整车提供动力来源；电机控制器，所述电机控制器的三相输出端与所述驱动电机连接，控制所述驱动电机输出扭矩和转速；DCDC转换器，所述DCDC转换器与所述动力电源分配单元连接，用于调节所述燃料电池的充电电压并输出；充电接口，与外接电动汽车的充电端口通过电缆连接；整车控制器，用于控制所述行驶动力系统的扭矩输出和管理外接电动汽车的充电过程。2.根据权利要求1所述的燃料电池移动充电车，其特征在于，还包括与所述燃料电池相连接的燃料电池管理系统和与所述动力电池相连接的动力电池管理系统。3.根据权利要求1所述的燃料电池移动充电车，其特征在于，还包括与所述AMT变速箱连接的变速箱控制器，用于控制所述AMT变速箱的档位切换以及控制所述驱动电机的调速。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙磊，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37