一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统，包括锂电池组，智能充电系统包括：升压充电电路，接收氢燃料电池电堆的输出电压，并升压为供至锂电池组的充电电压；恒压控制电路，接收输出电压并将输出电压与第一电压阈值比较，当第一电压阈值大于输出电压时，控制升压充电电路对输出电压升压至恒定值；恒流控制电路，接收输出电压并将输出电压与第二电压阈值比较，当第二电压阈值大于输出电压时，控制升压充电电路对输出电流增流至恒定值；电流采样电路，采集氢燃料电池电堆的放电电流、锂电池组的充放电电流及负载电流。采用上述技术方案后，使得氢燃料电池与锂电池组配合，在助力车不同使用状态下，有效地输出电能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统
本专利技术涉及能源管理领域，尤其涉及一种用于的智能充电系统。
技术介绍
氢燃料电池是一种使用氢气作为燃料，通过与氧气的化学反应而产生电能的装置，其副产物只有水，因此氢燃料电池在交通设备领域内得到了快速发展，利用使用氢燃料电池作为机动车、非机动车的电能来源，由此，通过氢燃料电池作为助力的自行车成为了一种理想的绿色出行交通工具。在以氢能源作为助力车的形式下，还设置有一锂电池组，配合氢燃料电池，向助力车提供电能。但现有技术下，锂电池组设置后，仍以锂电池组作为主电源向助力车提供电能，因此，氢燃料电池的作用无法完全体现。智能充电系统也是氢燃料电池系统中的重要组成单元，对于氢燃料电池电堆，如何使其性能最佳是关键问题。因此，需要一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统，可主要利用氢能源提供助力车的主要能量。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统，使得氢燃料电池与锂电池组配合，在助力车不同使用状态下，有效地输出电能。本专利技术公开了一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统，包括一锂电池组，智能充电系统包括：升压充电电路，与锂电池组及氢燃料电池电堆电连接，接收氢燃料电池电堆的输出电压，并将输出电压升压为供至锂电池组的充电电压，使得锂电池组的充电电压恒定；恒压控制电路，与升压充电电路连接，接收输出电压并将输出电压与第一电压阈值比较，当第一电压阈值大于输出电压时，控制升压充电电路对输出电压升压至一恒定值；恒流控制电路，与升压充电电路连接，接收输出电压并将输出电压与第二电压阈值比较，当第二电压阈值大于输出电压时，控制升压充电电路对输出电流增流至一恒定值；电流采样电路，与锂电池组及氢燃料电池电堆电连接，采集氢燃料电池电堆的放电电流、锂电池组的充放电电流及负载电流；氢气检测电路，设于与所述氢燃料电池电堆连接的氢气罐的出气管处，检测氢气的流量并发送控制指令至所述升压充电电路，当其中所述流量大于流量阈值区间或小于流量阈值区间时，关闭所述升压充电电路向所述锂电池组的充电电路。优选地，升压充电电路包括变换器模块、电阻R101～R120、电容C101～C119、场效应管M101、M102、及二极管D101、D102；变换器模块的接脚经电容C102和C103接地，连接至3.3V电压端，连接至二极管D101的负极后由D101的正极接地；场效应管M101的漏极连接至锂电池组的正极，源极连接至场效应管M102的漏极；场效应管M102的源极接地；变换器模块、场效应管M101、M102及二极管D101、D102形成同步整流BoostDCTODC变换器。优选地，恒压控制电路包括比较器；比较器比较第一输入端预设的第一电压阈值及第二输入端接收的输出电压，当第一电压阈值大于输出电压时，降低输出端的电压，使得升压充电电路进入输入恒压模式。优选地，电流采样电路包括氢燃料电池电堆电流采样电路、锂电池组电流采样电路、负载电流采样电路及基准电压源电路；氢燃料电池电堆电流采样电路、锂电池组电流采样电路、负载电流采样电路及基准电压源电路分别连接至一外部的中控电路，以接收中控电路的氢燃料电池电堆电流信号、锂电池组电流信号、负载电流。优选地，氢燃料电池电堆电流采样电路包括第一集成电路、电阻R201～R203；第一集成电路经电阻R201接地，经电阻R202和R203分别连接至电压端VB-及Vref电压端，输出端连接至电压端Uip。优选地，锂电池组电流采样电路包括第二集成电路、电阻R205～R207；第二集成电路经电阻R205接地，经电阻R206和R207分别连接至锂电池组的负极BAT-及Vref电压端，输出端连接至电压端Uob。优选地，负载电流采样电路包括第三集成电路、电阻R209～R211；第二集成电路经电阻R209接地，经电阻R210和R211分别连接至负载端LOAD-及Vref电压端，输出端连接至电压端Uol。优选地，基准电压源电路包括第四集成电路；第四集成电路连接3.3V电压端及接地。优选地，恒流控制电路包括比较器组及电阻R223～R232；比较器组比较第一输入端预设的第二电压阈值及第二输入端接收的输出电压，当第二电压阈值大于输出电压时，降低输出端的电压，使得升压充电电路进入输入恒流模式。采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：1.助力自行车初始使用时，为保护氢燃料电池电堆，先由锂电池组供电，使得用户在最初使用时也能感受到助力；2.可有效地检测氢气的剩余量，对氢燃料电池电堆和整个智能充电系统进行保护；3.对氢燃料电池与锂电池组的充放电进行智能管理，提高氢燃料电池电堆使用寿命和效能。附图说明图1为符合本专利技术一优选实施例中用于氢燃料电池电堆的智能充电系统的系统结构示意图；图2为符合本专利技术一优选实施例中用于氢燃料电池电堆的智能充电系统的升压充电电路的电路示意图；图3为符合本专利技术一优选实施例中用于氢燃料电池电堆的智能充电系统的恒压控制电路的电路示意图；图4为符合本专利技术一优选实施例中电流采样电路的氢燃料电池电堆电流采样电路的电路示意图；图5为符合本专利技术一优选实施例中电流采样电路的锂电池组电流采样电路的电路示意图；图6为符合本专利技术一优选实施例中电流采样电路的负载电流采样电路的电路示意图；图7为符合本专利技术一优选实施例中电流采样电路的基准电压源电路的电路示意图；图8为符合本专利技术一优选实施例中电流采样电路的恒流控制电路的电路示意图。具体实施方式以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统，包括一锂电池组，其特征在于，所述智能充电系统包括：/n升压充电电路，与所述锂电池组及氢燃料电池电堆电连接，接收所述氢燃料电池电堆的输出电压，并将所述输出电压升压为供至所述锂电池组的充电电压，使得所述锂电池组的充电电压恒定；/n恒压控制电路，与所述升压充电电路连接，接收所述输出电压并将所述输出电压与第一电压阈值比较，当所述第一电压阈值大于所述输出电压时，控制所述升压充电电路对所述输出电压升压至一恒定值；/n恒流控制电路，与所述升压充电电路连接，接收所述输出电压并将所述输出电压与第二电压阈值比较，当所述第二电压阈值大于所述输出电压时，控制所述升压充电电路对输出电流增流至一恒定值；/n电流采样电路，与所述锂电池组及氢燃料电池电堆电连接，采集所述氢燃料电池电堆的放电电流、锂电池组的充放电电流及负载电流；/n氢气检测电路，设于与所述氢燃料电池电堆连接的氢气罐的出气管处，检测氢气的流量并发送控制指令至所述升压充电电路，当其中所述流量大于流量阈值区间或小于流量阈值区间时，关闭所述升压充电电路向所述锂电池组的充电电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于氢燃料电池电堆的智能充电系统，包括一锂电池组，其特征在于，所述智能充电系统包括：
升压充电电路，与所述锂电池组及氢燃料电池电堆电连接，接收所述氢燃料电池电堆的输出电压，并将所述输出电压升压为供至所述锂电池组的充电电压，使得所述锂电池组的充电电压恒定；
恒压控制电路，与所述升压充电电路连接，接收所述输出电压并将所述输出电压与第一电压阈值比较，当所述第一电压阈值大于所述输出电压时，控制所述升压充电电路对所述输出电压升压至一恒定值；
恒流控制电路，与所述升压充电电路连接，接收所述输出电压并将所述输出电压与第二电压阈值比较，当所述第二电压阈值大于所述输出电压时，控制所述升压充电电路对输出电流增流至一恒定值；
电流采样电路，与所述锂电池组及氢燃料电池电堆电连接，采集所述氢燃料电池电堆的放电电流、锂电池组的充放电电流及负载电流；
氢气检测电路，设于与所述氢燃料电池电堆连接的氢气罐的出气管处，检测氢气的流量并发送控制指令至所述升压充电电路，当其中所述流量大于流量阈值区间或小于流量阈值区间时，关闭所述升压充电电路向所述锂电池组的充电电路。


2.如权利要求1所述的智能充电系统，其特征在于，
所述升压充电电路包括变换器模块、电阻R101～R120、电容C101～C119、场效应管M101、M102、及二极管D101、D102；
所述变换器模块的接脚经电容C102和C103接地，连接至3.3V电压端，连接至二极管D101的负极后由D101的正极接地；
场效应管M101的漏极连接至锂电池组的正极，源极连接至场效应管M102的漏极；
场效应管M102的源极接地；
所述变换器模块、场效应管M101、M102及二极管D101、D102形成同步整流BoostDCTODC变换器。


3.如权利要求2所述的智能充电系统，其特征在于，
所述恒压控制电路包括比较器；
所述比较器比较第一输入端预设的第一电压阈值及第二输入端接收的输出电压，当第一电压阈值大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱程，孙继胜，陆敏敏，岑健，仄伟杰，马茜，
申请(专利权)人：永安行科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32