专利名称：氢燃料电池电动自行车动力系统的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及氢燃料电池电动自行车动力系统，一种可以用氢燃料电池堆替代传统蓄电池的动力系统。
背景技术：
当今全球能源紧张，寻找新能源作为石化燃料的替代品已是当务之急。燃料电池具有发电效率高、环境污染小、可靠性高和废热易排出可循环再利用等优点。因此燃料电池技术的研究和开发受到各国政府的大力支持，所以未来燃料电池市场将有很大的上升空间。现在的电动 自动车均采用铅酸电池及锂电池这些传统蓄电池，而传统蓄电池生产电池本身极易造成污染，在当前小企业众多且管理混乱的情况下，环保很难达标。部分企业为了降低原材料运输成本，在厂址上选择傍流域建设，这对国内水资源的安全问题构成了极大的威胁，这种不规则的布局严重影响了产业的规模化、集群化发展。大多数中小企业存在建设项目违法问题多、污染治理设施运行不正常、危险废物处理处置不当、卫生防护距离不落实等问题及传统蓄电池的后续污染也极其严重，电池不好销毁，烧毁容易造成大气污染。本发明专利提供了一种可以用氢燃料电池堆替代传统蓄电池的动力系统，可供电动自行车远距离行驶，无需要充电，整车质量轻与传统电动自行车，操作十分简单，实现一个按钮启动系统，轻松解决电动自行车远距离续航的问题。
发明内容
为了解决传统蓄电池废弃后对环境造成严重污染，电动自行车不能远距离行驶，充电时间长，质量重耗能，更换蓄电电池成本高等问题，本发明专利提供了一种世界公认的环保能源氢燃料电池堆替代传统蓄电池的替代方案，可供电动自行车远距离行驶，无需要充电，质量轻环保的同时又节能，长时间使用无需频繁更换电池减小使用成本，该系统安全可靠，操作极为方便。本发明专利的技术解决方案是:氢燃料电池电动自行车动力系统，它由氢气供气系统101 ;燃料电池堆103 ;启动电源系统105 ;燃料电池堆控制器106 ;电动自行车启动系统107 ;其特征是:启动电源系统105供电给整系统用电器，燃料电池堆103和燃料电池堆控制器106开始工作，氢气供气系统101开始给燃料电池堆103供气产生电能，燃料电池堆103产生的电能通过导线与燃料电池堆控制器106和电动自行车启动系统107相连接。可以使系统长期处于正常运行状态。本发明专利的有益效果是:整车质量轻与传统电动自行车，操作十分简单，实现一个按钮启动系统，轻松解决电动自行车远距离续航的问题。
图1为本发明专利的氢燃料电池电动自行车动力系统的整体流程图。
图2为本发明专利的氢燃料电池电动自行车动力系统的氢气供气系统。图3为本发明专利的氢燃料电池电动自行车动力系统的燃料电池堆。图4为本发明专利的氢燃料电池电动自行车动力系统的启动电源系统。图5为本发明专利的氢燃料电池电动自行车动力系统的燃料电池堆控制器。图6为本发明专利的氢燃料电池电动自行车动力系统的电动自行车驱动系统。
具体实施例方式氢燃料电池电动自行车动力系统由以上的图1给出:本图是氢燃料电池电动自行车动力系统结构图:它由氢气瓶(I)、压力表(2)、充气接头阀(3)、高压阀(4)、低压阀(5)、进气阀(6)、过滤器(7)、排气阀(8)、氧化气体过滤器(9)、风扇(10)、燃料电池堆主体(11)、电能正级引出端(12)、电能正级引出端(13)、进气口(14)、排气口(15)、充电控制器(16)、可充电蓄电池(17)、CAN总线(18)、燃料电池堆控制器主体(19)、系统启动开关(20)、引流开关(21)、功率输出正极(22)、电动自行车控制器主体(23)、直流电机(24)、测温探头(25)组成；氢气供气系统101 (其中包括减压装置102);燃料电池堆103 (其中包括燃料电池堆冷却给氧装置104);启动电源系统105 ;燃料电池堆控制器106 ;电动自行车驱动系统107组成；其特征是:启动电源系统105供电给整系统用电器，燃料电池堆103 (其中包括燃料电池堆冷却给氧装置104)和燃料电池堆控制器106开始工作，进气阀(6)得电，氢气供气系统101给燃料电池堆103供气，燃料电池堆103产生的电能通过导线与燃料电池堆控制器106和电动自行车启动系统107相连接，驱动正常行驶。下面综合附图对燃料电池电动自行车动力系统进一步说明。
图2:燃料电池电动自行车动力系统供气过程氢气供气系统101中包括减压装置102,氢气供气系统101由氢气瓶(I)、压力表
(2)、充气接头阀(3)、高压阀(4)、低压阀(5)、进气阀(6)、过滤器(7)组成。充气接头阀
(3)打开，同时高压阀(4)关闭，将氢气加压注入氢气瓶(I)内。充气接头阀(3)关闭，高压阀(4)打开，低压阀(5)调定所需输出压力值，经管路到进气阀(6)由程序控制开启、关闭动作，再经管路到过滤器(7)过滤后进入燃料电池堆主体(11)的进气口(14)，此时供气过程完成。图3:燃料电池电动自行车动力系统燃料电池堆发电、排气过程燃料电池堆103由燃料电池堆主体11和燃料电池堆冷却给氧装置104组成，燃料电池堆主体11由排气阀8、电能正级引出端12、电能正级引出端13、进气口 14、排气口 15、测温探头25组成，燃料电池堆冷却给氧装置104由氧化气体过滤器9、风扇10组成。风扇
(10)启动氧化气体经氧化气体过滤器(9)过滤进入燃料电池堆主体(11)与氢气一起参与反映产生电能，在给氧的同时有起到了冷却燃料电池堆主体(11)的目的，产生的电能由电能正级引出端(12)、电能负级引出端(13)引出分成两组。排气口(15)经管路引出未参加反映气体到排气阀(8)由程序控制开启、关闭动作，排气过程完成，测温探头(25)实时监测燃料电池堆主体(11)的工作温度，并将数据实时传输给燃料电池堆控制器主体(19)，燃料电池堆控制器主体(19)通过运算给出命令控制风扇(10)的转速从而控制燃料电池堆控制器主体(19)的工作温度在正常范围内，保证系统正常发电。
图4:燃料电池电动自行车动力系统启动电源系统启动电源系统105由充电控制器(16)、可充电蓄电池(17)组成。可充电蓄电池
(17)在动力系统未启动时就存有电能，为系统启动提高能量，系统一旦启动，燃料电池堆103就即刻产生电能，由燃料电池堆主体(11)上的电能正级引出端(12)、电能正级引出端
(13)引线分别接到充电控制器(16)的“ + 极上，完成用电充电的循环过程，满足系统的正常运行。图5:燃料电池电动自行车动力系统燃料电池堆控制器燃料电池堆控制器106由燃料电池堆控制器主体(19)和系统启动开关(20)、引流开关(21)组成。如图所示，燃料电池堆控制器主体(19)右测上部有“ + 极引线与可充电蓄电池(17)的“ + 极连接，启动系统启动开关(20)即可将电能输入燃料电池堆控制器主体(19)有程序控制电能分配，再由CAN总线(18)将分配的电能传输到各保证动力系统正常工作的器件，保证动力系统的正常运行。引流开关(21)为提高燃料电池堆103发电性能而设，开启、关闭由程序控制。图6:燃料电池电动自行车动力系统电动自行车驱动系统电动自行车驱动系统107由电动自行车控制器主体(23)和直流电机(24)组成。如图所示，电动自行车控制器主体(23)右侧的“ + 极引线分别与燃料电池堆控制器主体(19)上的功率输出正极(22)和燃料电池堆主体(11)上的电能负级引出端(13)将通过燃料电池堆控制器稳压后的电能引入电动自行车控制器主体(23)在程序控制下稳定输出电能驱动直流电机(24)最终 实现动力驱动。
权利要求
1.氢燃料电池电动自行车动力系统，它由氢气供气系统101;减压装置102 ;燃料电池堆103 ;燃料电池堆冷却给氧装置104 ;启动电源系统105 ;燃料电池堆控制器106 ;电动自行车启动系统107 ;其特征是:启动电源系统105供电给整系统用电器，燃料电池堆103 ;燃料电池堆冷却给氧装置104和燃料电池堆控制器106开始工作，氢气供气系统101开始给燃料电池堆103供气产生电能，燃料电池堆103产生的电能通过导线与燃料电池堆控制器106和电动自行车启动系统107相连接。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:氢气供气系统101由氢气瓶⑴、压力表(2)、充气接头阀(3)、高压阀⑷、低压阀(5)、进气阀(6)、过滤器(7)组成。此系统通过控制程序有序的实现了最佳的顺序动作。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:燃料电池堆103由燃料电池堆主体11和燃料电池堆冷却给氧装置104组成。根据燃料电池堆导流板的特殊结构，将给氧和冷却有机的进行整合。
4.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:启动电源系统105由充电控制器(16)、可充电蓄电池(17)组成，通过此系统可以将在启动系统时耗用掉蓄电池的电能即时充满，实现系统的长期循环正常运行。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:燃料电池堆控制器106由燃料电池堆控制器主体(19)和系统启动开关(20)、引流开关(21)组成。强大的控制功能保证燃料电池堆动力系统的最佳发电状态和最佳功率输出。
6.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:电动自行车驱动系统107由电动自行车控制器主体(23)和直流电机(24)组成。
7.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:氢气供气系统101中包括减压 装置102，减压装置102由高压阀(4)、低压阀(5)组成。
8.根据权利要求1所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:通过测温探头(25)采集温度数据传输给燃料电池堆控制器主体(19)，实时控制燃料电池堆主体(11)的工作温度在正常范围内。
9.根据权利要求3所述的氢燃料电池电动自行车动力系统，其特征是:燃料电池堆主体(11)由排气阀(8)、电能正级引出端(12)、电能正级引出端(13)、进气口(14)、排气口(15)组成。燃料电池堆冷却给氧装置104由氧化气体过滤器(9)、风扇(10)组成。
全文摘要
氢燃料电池电动自行车动力系统，包括燃料电池堆、燃料电池堆控制器、燃料电池堆冷却给氧装置、供气系统、启动系统电源及电动自行车驱动系统，所述的燃料电池电动自行车动力系统将上述系统和部件采用集成装配，用可编程控制器，控制整个燃料电池动力系统的燃料气体、氧化气体的供应、燃料电池堆冷却和燃料电池动力系统功率输出的控制。本发明将上述6种系统有机的融合加以程序的控制，实现自动化工作，能充分保证负载所需要的功率，燃料电池电动自行车动力系统操作简便和体积小、质量轻的特点。
文档编号H01M8/04GK103241336SQ20121002967
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者杜荣欣, 赵志刚, 吉锋, 许强 申请人:江苏华源氢能科技发展有限公司