电动自行车用氢燃料电池动力系统技术方案

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种电动自行车用氢燃料电池动力系统，其中，包括：储氢瓶、氢燃料电池、锂电池、电源模块、驱动电机和电动自行车用氢燃料电池动力控制装置，储氢瓶、氢燃料电池、电源模块和锂电池均与电动自行车用氢燃料电池动力控制装置连接，锂电池和电源模块均与电机连接；储氢瓶用于储存氢气；氢燃料电池用于产生电能；锂电池用于提供电能供应；电动自行车用氢燃料电池动力控制装置用于分别检测氢燃料电池的开启条件以及锂电池的工作状态和荷电状态。本实用新型专利技术提供的电动自行车用氢燃料电池动力系统有效克服了氢燃料电池本身过载能力低，瞬间响应能力差的缺点，满足车辆加速和爬坡等短时大电流过载输出的需求。

Hydrogen fuel cell power system for electric bicycle

【技术实现步骤摘要】
电动自行车用氢燃料电池动力系统
本技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种电动自行车用氢燃料电池动力系统。
技术介绍
目前电动自行车普遍采用铅酸电池或者锂离子电池作为动力源，普遍续航里程在40-60km，充电慢，充电一次往往需要4-6个小时。而采用燃料电池作为电动自行车的动力源，续航里程不低于现有解决方案且极易扩充，同时加氢只需要4-6分钟，使用便利性大幅提高。但是燃料电池的动态响应能力弱，过载能力差，如果仅仅由燃料电池来驱动车辆，对于整车的加速性能和爬坡性能有较大的影响。
技术实现思路
本技术提供了一种电动自行车用氢燃料电池动力系统，解决相关技术中存在的燃料电池的动态响应能力弱过载能力差的问题。作为本技术的一个方面，提供一种电动自行车用氢燃料电池动力系统，其中，包括：储氢瓶、氢燃料电池、锂电池、电源模块、驱动电机和前文所述的电动自行车用氢燃料电池动力控制装置，所述储氢瓶、氢燃料电池、电源模块和锂电池均与所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置连接，所述锂电池和所述电源模块均与所述电机连接；所述储氢瓶用于储存氢气；所述氢燃料电池用于将空气中的氧气与所述储氢瓶中的氢气进行反应产生电能；所述锂电池用于提供电能供应；所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置用于分别检测所述氢燃料电池的开启条件以及所述锂电池的工作状态和荷电状态，并根据所述锂电池的荷电状态控制所述氢燃料电池的输出功率；所述电源模块用于在所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置的控制下控制所述氢燃料电池的输出功率；所述驱动电机用于在所述氢燃料电池和/或锂电池的电能供应下驱动电动自行车运行。进一步地，还包括：锂电池电流传感器，所述锂电池电流传感器分别与所述锂电池以及所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置连接，用于采集所述锂电池的输出电流，并将采集到的所述输出电流反馈至所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置；储氢瓶压力传感器，所述储氢瓶压力传感器设置在所述储氢瓶的出气口，且与所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置连接，用于采集所述储氢瓶的压力，并将采集到的所述储氢瓶的压力反馈至所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置；氢气低压传感器，所述氢气低压传感器设置在所述氢燃料电池的进气口处，用于采集所述储氢瓶输出的氢气的低压压力，并将采集到的所述储氢瓶输出的氢气的低压压力反馈至所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置；电流传感器，所述电流传感器设置在所述氢燃料电池的输出端，用于采集所述氢燃料电池的输出电流，并将采集到的所述氢燃料电池的输出电流反馈至所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置。进一步地，所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置包括单片机。通过上述电动自行车用氢燃料电池动力系统，将锂电池与氢燃料电池两种电源并联组合使用，在驱动电机启动时通过锂电池供电，而在正常运行时可以通过控制氢燃料电池的输出功率，以使得氢燃料电池能够以较小的功率保证车辆的正常行驶，同时通过具备良好的功率动态响应能力和瞬间过载能力，有效克服了氢燃料电池本身过载能力低，瞬间响应能力差的缺点，满足车辆加速和爬坡等短时大电流过载输出的需求。相比于电动自行车所采用的传统铅酸电池和锂电池方案，由于采用储氢瓶作为燃料存储方案，具备充装简便，续驶里程长的优点。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术提供的电动自行车用氢燃料电池动力控制方法的流程图。图2为本技术提供的电动自行车用氢燃料电池动力系统的结构框图。图3为本技术提供的电动自行车用氢燃料电池动力系统的电路示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。为了使本领域技术人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本实施例中提供了一种电动自行车用氢燃料电池动力控制方法，图1是根据本技术实施例提供的电动自行车用氢燃料电池动力控制方法的流程图，如图1所示，包括：S110、在系统电源开启后，判断锂电池的工作状态是否正常；S120、若所述锂电池的工作状态正常，则控制所述锂电池与电动自行车的驱动电机连通，且判断是否满足氢燃料电池的开启条件；S130、若满足所述氢燃料电池的开启条件，则将储氢瓶与氢燃料电池连通；S140、获取锂电池的荷电状态，并根据所述锂电池的荷电状态控制所述氢燃料电池的输出功率。通过上述电动自行车用氢燃料电池动力控制方法，将锂电池与氢燃料电池两种电源并联组合使用，在驱动电机启动时通过锂电池供电，而在正常运行时可以通过控制氢燃料电池的输出功率，以使得氢燃料电池能够以较小的功率保证车辆的正常行驶，同时通过具备良好的功率动态响应能力和瞬间过载能力，有效克服了氢燃料电池本身过载能力低，瞬间响应能力差的缺点，满足车辆加速和爬坡等短时大电流过载输出的需求。相比于电动自行车所采用的传统铅酸电池和锂电池方案，由于采用储氢瓶作为燃料存储方案，具备充装简便，续驶里程长的优点。在本实施例中，以氢燃料电池额定功率为240W，储氢瓶2L@30Mpa，锂电池48V（13串三元）/8Ah，驱动电机额定170W（最大速度匀速运行）为例进行说明。需要说明的是，在用户将电动自行车的钥匙插入后，即打开系统电源，此时，所述判断锂电池的工作状态是否正常，包括：检测所述锂电池的电压和输出电流；若所述锂电池的电压和输出电流均在预设范围内，则判定所述锂电池的工作状态正常，否则，判定所述锂电池的工作状态不正常。具体地，首先检测锂电池的电压，若所述锂电池的电压在电压预设范围内，则判定所述锂电池的状态正常，允许启动，否则判定所述锂电池亏电，不允许启动，且需要通过外部充电器进行补电。若所述锂电池的电压正常，则进行输出电流的判断，若输出电流在电流预设范围内，则判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动自行车用氢燃料电池动力系统，其特征在于，包括：储氢瓶、氢燃料电池、锂电池、电源模块、驱动电机和电动自行车用氢燃料电池动力控制装置，所述储氢瓶、氢燃料电池、电源模块和锂电池均与所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置连接，所述锂电池和所述电源模块均与所述电机连接；/n所述储氢瓶用于储存氢气；/n所述氢燃料电池用于将空气中的氧气与所述储氢瓶中的氢气进行反应产生电能；/n所述锂电池用于提供电能供应；/n所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置用于分别检测所述氢燃料电池的开启条件以及所述锂电池的工作状态和荷电状态，并根据所述锂电池的荷电状态控制所述氢燃料电池的输出功率；/n所述电源模块用于在所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置的控制下控制所述氢燃料电池的输出功率；/n所述驱动电机用于在所述氢燃料电池和/或锂电池的电能供应下驱动电动自行车运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动自行车用氢燃料电池动力系统，其特征在于，包括：储氢瓶、氢燃料电池、锂电池、电源模块、驱动电机和电动自行车用氢燃料电池动力控制装置，所述储氢瓶、氢燃料电池、电源模块和锂电池均与所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置连接，所述锂电池和所述电源模块均与所述电机连接；
所述储氢瓶用于储存氢气；
所述氢燃料电池用于将空气中的氧气与所述储氢瓶中的氢气进行反应产生电能；
所述锂电池用于提供电能供应；
所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置用于分别检测所述氢燃料电池的开启条件以及所述锂电池的工作状态和荷电状态，并根据所述锂电池的荷电状态控制所述氢燃料电池的输出功率；
所述电源模块用于在所述电动自行车用氢燃料电池动力控制装置的控制下控制所述氢燃料电池的输出功率；
所述驱动电机用于在所述氢燃料电池和/或锂电池的电能供应下驱动电动自行车运行。


2.根据权利要求1所述的电动自行车用氢燃料电池动力系统，其特征在于，还包括：
锂电池电流传感器，所述锂电池电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺权，吴建国，马文桦，沈忱，
申请(专利权)人：无锡市产品质量监督检验院，
类型：新型
国别省市：江苏;32