氫燃料電池電動自行車動力系統的製作方法

2023-04-28 11:03:16

專利名稱：氫燃料電池電動自行車動力系統的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及氫燃料電池電動自行車動力系統，一種可以用氫燃料電池堆替代傳統蓄電池的動力系統。
背景技術：
當今全球能源緊張，尋找新能源作為石化燃料的替代品已是當務之急。燃料電池具有發電效率高、環境汙染小、可靠性高和廢熱易排出可循環再利用等優點。因此燃料電池技術的研究和開發受到各國政府的大力支持，所以未來燃料電池市場將有很大的上升空間。現在的電動 自動車均採用鉛酸電池及鋰電池這些傳統蓄電池，而傳統蓄電池生產電池本身極易造成汙染，在當前小企業眾多且管理混亂的情況下，環保很難達標。部分企業為了降低原材料運輸成本，在廠址上選擇傍流域建設，這對國內水資源的安全問題構成了極大的威脅，這種不規則的布局嚴重影響了產業的規模化、集群化發展。大多數中小企業存在建設項目違法問題多、汙染治理設施運行不正常、危險廢物處理處置不當、衛生防護距離不落實等問題及傳統蓄電池的後續汙染也極其嚴重，電池不好銷毀，燒毀容易造成大氣汙染。本發明專利提供了一種可以用氫燃料電池堆替代傳統蓄電池的動力系統，可供電動自行車遠距離行駛，無需要充電，整車質量輕與傳統電動自行車，操作十分簡單，實現一個按鈕啟動系統，輕鬆解決電動自行車遠距離續航的問題。

發明內容
為了解決傳統蓄電池廢棄後對環境造成嚴重汙染，電動自行車不能遠距離行駛，充電時間長，質量重耗能，更換蓄電電池成本高等問題，本發明專利提供了一種世界公認的環保能源氫燃料電池堆替代傳統蓄電池的替代方案，可供電動自行車遠距離行駛，無需要充電，質量輕環保的同時又節能，長時間使用無需頻繁更換電池減小使用成本，該系統安全可靠，操作極為方便。本發明專利的技術解決方案是:氫燃料電池電動自行車動力系統，它由氫氣供氣系統101 ;燃料電池堆103 ;啟動電源系統105 ;燃料電池堆控制器106 ;電動自行車啟動系統107 ;其特徵是:啟動電源系統105供電給整系統用電器，燃料電池堆103和燃料電池堆控制器106開始工作，氫氣供氣系統101開始給燃料電池堆103供氣產生電能，燃料電池堆103產生的電能通過導線與燃料電池堆控制器106和電動自行車啟動系統107相連接。可以使系統長期處於正常運行狀態。本發明專利的有益效果是:整車質量輕與傳統電動自行車，操作十分簡單，實現一個按鈕啟動系統，輕鬆解決電動自行車遠距離續航的問題。


圖1為本發明專利的氫燃料電池電動自行車動力系統的整體流程圖。
圖2為本發明專利的氫燃料電池電動自行車動力系統的氫氣供氣系統。圖3為本發明專利的氫燃料電池電動自行車動力系統的燃料電池堆。圖4為本發明專利的氫燃料電池電動自行車動力系統的啟動電源系統。圖5為本發明專利的氫燃料電池電動自行車動力系統的燃料電池堆控制器。圖6為本發明專利的氫燃料電池電動自行車動力系統的電動自行車驅動系統。
具體實施例方式氫燃料電池電動自行車動力系統由以上的圖1給出:本圖是氫燃料電池電動自行車動力系統結構圖:它由氫氣瓶(I)、壓力表(2)、充氣接頭閥(3)、高壓閥(4)、低壓閥(5)、進氣閥(6)、過濾器(7)、排氣閥(8)、氧化氣體過濾器(9)、風扇(10)、燃料電池堆主體(11)、電能正級引出端(12)、電能正級引出端(13)、進氣口(14)、排氣口(15)、充電控制器(16)、可充電蓄電池(17)、CAN總線(18)、燃料電池堆控制器主體(19)、系統啟動開關(20)、引流開關(21)、功率輸出正極(22)、電動自行車控制器主體(23)、直流電機(24)、測溫探頭(25)組成；氫氣供氣系統101 (其中包括減壓裝置102);燃料電池堆103 (其中包括燃料電池堆冷卻給氧裝置104);啟動電源系統105 ;燃料電池堆控制器106 ;電動自行車驅動系統107組成；其特徵是:啟動電源系統105供電給整系統用電器，燃料電池堆103 (其中包括燃料電池堆冷卻給氧裝置104)和燃料電池堆控制器106開始工作，進氣閥(6)得電，氫氣供氣系統101給燃料電池堆103供氣，燃料電池堆103產生的電能通過導線與燃料電池堆控制器106和電動自行車啟動系統107相連接，驅動正常行駛。下面綜合附圖對燃料電池電動自行車動力系統進一步說明。

圖2:燃料電池電動自行車動力系統供氣過程氫氣供氣系統101中包括減壓裝置102,氫氣供氣系統101由氫氣瓶(I)、壓力表
(2)、充氣接頭閥(3)、高壓閥(4)、低壓閥(5)、進氣閥(6)、過濾器(7)組成。充氣接頭閥
(3)打開，同時高壓閥(4)關閉，將氫氣加壓注入氫氣瓶(I)內。充氣接頭閥(3)關閉，高壓閥(4)打開，低壓閥(5)調定所需輸出壓力值，經管路到進氣閥(6)由程序控制開啟、關閉動作，再經管路到過濾器(7)過濾後進入燃料電池堆主體(11)的進氣口(14)，此時供氣過程完成。圖3:燃料電池電動自行車動力系統燃料電池堆發電、排氣過程燃料電池堆103由燃料電池堆主體11和燃料電池堆冷卻給氧裝置104組成，燃料電池堆主體11由排氣閥8、電能正級引出端12、電能正級引出端13、進氣口 14、排氣口 15、測溫探頭25組成，燃料電池堆冷卻給氧裝置104由氧化氣體過濾器9、風扇10組成。風扇
(10)啟動氧化氣體經氧化氣體過濾器(9)過濾進入燃料電池堆主體(11)與氫氣一起參與反映產生電能，在給氧的同時有起到了冷卻燃料電池堆主體(11)的目的，產生的電能由電能正級引出端(12)、電能負級引出端(13)引出分成兩組。排氣口(15)經管路引出未參加反映氣體到排氣閥(8)由程序控制開啟、關閉動作，排氣過程完成，測溫探頭(25)實時監測燃料電池堆主體(11)的工作溫度，並將數據實時傳輸給燃料電池堆控制器主體(19)，燃料電池堆控制器主體(19)通過運算給出命令控制風扇(10)的轉速從而控制燃料電池堆控制器主體(19)的工作溫度在正常範圍內，保證系統正常發電。
圖4:燃料電池電動自行車動力系統啟動電源系統啟動電源系統105由充電控制器(16)、可充電蓄電池(17)組成。可充電蓄電池
(17)在動力系統未啟動時就存有電能，為系統啟動提高能量，系統一旦啟動，燃料電池堆103就即刻產生電能，由燃料電池堆主體(11)上的電能正級引出端(12)、電能正級引出端
(13)引線分別接到充電控制器(16)的「 + 極上，完成用電充電的循環過程，滿足系統的正常運行。圖5:燃料電池電動自行車動力系統燃料電池堆控制器燃料電池堆控制器106由燃料電池堆控制器主體(19)和系統啟動開關(20)、引流開關(21)組成。如圖所示，燃料電池堆控制器主體(19)右測上部有「 + 極引線與可充電蓄電池(17)的「 + 極連接，啟動系統啟動開關(20)即可將電能輸入燃料電池堆控制器主體(19)有程序控制電能分配，再由CAN總線(18)將分配的電能傳輸到各保證動力系統正常工作的器件，保證動力系統的正常運行。引流開關(21)為提高燃料電池堆103發電性能而設，開啟、關閉由程序控制。圖6:燃料電池電動自行車動力系統電動自行車驅動系統電動自行車驅動系統107由電動自行車控制器主體(23)和直流電機(24)組成。如圖所示，電動自行車控制器主體(23)右側的「 + 極引線分別與燃料電池堆控制器主體(19)上的功率輸出正極(22)和燃料電池堆主體(11)上的電能負級引出端(13)將通過燃料電池堆控制器穩壓後的電能引入電動自行車控制器主體(23)在程序控制下穩定輸出電能驅動直流電機(24)最終 實現動力驅動。
權利要求
1.氫燃料電池電動自行車動力系統，它由氫氣供氣系統101;減壓裝置102 ;燃料電池堆103 ;燃料電池堆冷卻給氧裝置104 ;啟動電源系統105 ;燃料電池堆控制器106 ;電動自行車啟動系統107 ;其特徵是:啟動電源系統105供電給整系統用電器，燃料電池堆103 ;燃料電池堆冷卻給氧裝置104和燃料電池堆控制器106開始工作，氫氣供氣系統101開始給燃料電池堆103供氣產生電能，燃料電池堆103產生的電能通過導線與燃料電池堆控制器106和電動自行車啟動系統107相連接。
2.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:氫氣供氣系統101由氫氣瓶⑴、壓力表(2)、充氣接頭閥(3)、高壓閥⑷、低壓閥(5)、進氣閥(6)、過濾器(7)組成。此系統通過控制程序有序的實現了最佳的順序動作。
3.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:燃料電池堆103由燃料電池堆主體11和燃料電池堆冷卻給氧裝置104組成。根據燃料電池堆導流板的特殊結構，將給氧和冷卻有機的進行整合。
4.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:啟動電源系統105由充電控制器(16)、可充電蓄電池(17)組成，通過此系統可以將在啟動系統時耗用掉蓄電池的電能即時充滿，實現系統的長期循環正常運行。
5.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:燃料電池堆控制器106由燃料電池堆控制器主體(19)和系統啟動開關(20)、引流開關(21)組成。強大的控制功能保證燃料電池堆動力系統的最佳發電狀態和最佳功率輸出。
6.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:電動自行車驅動系統107由電動自行車控制器主體(23)和直流電機(24)組成。
7.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:氫氣供氣系統101中包括減壓 裝置102，減壓裝置102由高壓閥(4)、低壓閥(5)組成。
8.根據權利要求1所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:通過測溫探頭(25)採集溫度數據傳輸給燃料電池堆控制器主體(19)，實時控制燃料電池堆主體(11)的工作溫度在正常範圍內。
9.根據權利要求3所述的氫燃料電池電動自行車動力系統，其特徵是:燃料電池堆主體(11)由排氣閥(8)、電能正級引出端(12)、電能正級引出端(13)、進氣口(14)、排氣口(15)組成。燃料電池堆冷卻給氧裝置104由氧化氣體過濾器(9)、風扇(10)組成。
全文摘要
氫燃料電池電動自行車動力系統，包括燃料電池堆、燃料電池堆控制器、燃料電池堆冷卻給氧裝置、供氣系統、啟動系統電源及電動自行車驅動系統，所述的燃料電池電動自行車動力系統將上述系統和部件採用集成裝配，用可編程控制器，控制整個燃料電池動力系統的燃料氣體、氧化氣體的供應、燃料電池堆冷卻和燃料電池動力系統功率輸出的控制。本發明將上述6種系統有機的融合加以程序的控制，實現自動化工作，能充分保證負載所需要的功率，燃料電池電動自行車動力系統操作簡便和體積小、質量輕的特點。
文檔編號H01M8/04GK103241336SQ20121002967
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者杜榮欣, 趙志剛, 吉鋒, 許強 申請人:江蘇華源氫能科技發展有限公司