一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制系统及方法与流程

1.本发明涉及氢燃料电池叉车技术领域，具体涉及一种氢燃料电池叉车上下电控制系统及方法。


背景技术：

2.国家提倡实现碳中和、碳达标的目标，大力发展新能源。氢能源属于一种清洁能源，使用后的产物是水，符合国家双碳目标。现有叉车燃料主要是柴油、汽油、液化气等燃料，这些燃料不仅稀缺，且燃烧产物对环境都有一定的污染。本文涉及的一种氢燃料电池叉车就属于零碳排放的新能源车辆。对于搭载氢燃料电池的叉车来说，氢燃料电池相当于发动机，燃料电池的寿命影响着整车的生命周期，尤其氢燃料电池的上下电的控制系统和方法是否合理，直接影响电池的使用效率，和电池内部零部件寿命。
3.一种在中国专利上公开的文件“一种氢燃料电池拖拉机”，其公告号是cn111452613a，公开了一种氢燃料电池拖拉机，包括锂电池系统、氢燃料电池系统、电控系统及异步电机，该电控系统包括整车控制器、电机控制器，所述整车控制器分别与锂电池系统、氢燃料电池系统以及电机控制器通信相连，锂电池系统和氢燃料电池系统的电能输出端分别通过电机控制器与异步电机连接，氢燃料电池系统的电能输出端还与锂电池系统的电能输入端连接。此专利未结合不同功能控制模块，未实现对氢燃料电池系统内部上下电进行逻辑控制，未提升了电池的使用效率，未减少了电池内部零部件的损耗，未提高氢燃料电池寿命。


技术实现要素：

4.本发明为了克服氢燃料电池寿命较低的缺点，提供了一种氢燃料电池叉车上下电控制系统及方法，实现了结合不同功能控制模块，实现对氢燃料电池系统内部上下电进行逻辑控制，提升了电池的使用效率，减少了电池内部零部件的损耗，提高氢燃料电池寿命。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
6.一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制系统，包括整车系统和氢燃料电池系统，所述氢燃料电池系统与整车系统电连接，所述氢燃料电池系统设有燃料电池控制单元，所述燃料电池控制单元连接有电池管理模块，所述燃料电池控制单元连接有电源系统，所述电源系统连接有直流电转换系统，所述直流电转换系统与整车系统电连接，所述燃料电池控制单元通过通讯线缆连接有整车系统。
7.本发明包括整车系统和氢燃料电池系统，其中氢燃料电池系统设置了燃料电池控制单元，燃料电池控制单元采用dsp信号处理芯片，其产品型号为英飞凌tc297，通过dsp信号处理芯片处理电池管理模块和电源系统传输的实时信息，调整电源系统运行状态，电源管理系统管理电池系统、动力电池系统充放电和动态平衡，从而保护电池内部零部件，提高氢燃料电池寿命。
8.作为优选，所述燃料电池控制单元电连接有控制模块k1, 所述控制模块k1第二端
连接有控制模块k2和电源管理系统，所述控制模块k1第三端连接有控制模块k2和钥匙开关，所述钥匙开关另一端连接有保险丝，所述保险丝连接有急停开关，所述急停开关与电源系统电连接。本发明通过燃料电池控制单元连接控制模块k1，控制模块k1为逻辑控制模块，控制模块k1连接有控制模块k2和电源管理系统，在上电时，控制模块k1控制电源管理系统和燃料电池控制单元，使电源系统工作。
9.作为优选，所述控制模块k2另一端连接有延迟模块，所述延迟模块第二端与燃料电池控制单元电连接，所述延迟模块第三端与燃料电池控制单元共接与钥匙开关远离保险丝一端。
10.本发明设置了控制设备上电下电的电路，在下电时氢燃料电池控制单元触发延迟模块工作，断开控制模块k2，电源管理系统22触发控制模块k3断开。
11.作为优选，所述电池管理模块连接有控制模块k3，所述控制模块k3第二端与所述电源系统共接于所述电池管理模块，所述控制模块k3第三端连接有放电继电器，所述放电继电器第二端与电池管理模块和电源系统共接于直流电转换系统。
12.本发明通过放电继电器保护控制设备与大电流直接接触，电池管理模块将信息传递给控制模块k3，控制模块k3为逻辑控制模块，控制模块k3控制放电继电器开合从而控制直流电转换系统是否通电。
13.一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制方法，包括上电方法和下电方法，其中上电方法为：闭合急停开关后，闭合钥匙开关，控制模块k1上电端口得电，氢燃料电池控制单元触发控制模块k1断开、延迟模块工作，控制模块k2闭合，电源管理系统触发控制模块k3得电后，闭合放电继电器，直流电转换系统得电后，输出到整车系统,整车启动。
14.本发明通过闭合急停开关和闭合钥匙开关控制控制模块k1上电端口得电，控制模块k2闭合，电源管理系统触发控制模块k3得电，闭合放电继电器，使直流电转换系统得电，整车启动。
15.作为优选，其中下电方法为断开钥匙开关，控制模块k1上电端口失电，氢燃料电池控制单元触发延迟模块工作，断开控制模块k2，电源管理系统触发控制模块k3断开，放电继电器断开，直流电转换系统无输出，整车系统，停止工作。
16.本发明通过断开钥匙开关控制控制模块k1上电端口失电，氢燃料电池控制单元触发延迟模块工作，断开控制模块k2，电源管理系统触发控制模块k3断开，放电继电器断开，直流电转换系统无输出，整车停止工作。
17.本发明的有益效果为：一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制系统通过信号处理芯片处理电池管理模块和电源系统传输的实时信息，调整电源系统运行状态，电源管理系统管理电池系统、动力电池系统充放电和动态平衡，从而保护电池内部零部件，提高氢燃料电池寿命，一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制方法通过氢燃料电池控制单元检测控制模块k1上端是否得电，触发控制模块k2的通断，从而电源管理系统管理控制模块k3通断,控制放电继电器通断，管理电池系统是否工作。通过以上氢燃料电池系统2内部上下电控制逻辑，实现对整车系统1的上下电控制。
附图说明
18.图1是本发明电路模块图。
19.图中：1、整车系统，2、氢燃料电池系统，21燃料电池控制单元，22、电源管理系统，23、电源系统，24急停开关，25、保险丝，26、钥匙开关，27、延迟模块，28、放电继电器，29、直流电转换系统。
具体实施方式
20.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
21.根据图1：一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制系统，包括整车系统1和氢燃料电池系统2，所述氢燃料电池系统2与整车系统1电连接，所述氢燃料电池系统2设有燃料电池控制单元21，所述燃料电池控制单元21电连接有控制模块k1,所述控制模块k1第二端连接有控制模块k2和电源管理系统22，所述电池管理模块22连接有控制模块k3，所述控制模块k3第二端与所述电源系统23共接于所述电池管理模块22，所述控制模块k3第三端连接有放电继电器28，所述放电继电器28第二端与电池管理模块22和电源系统23共接于直流电转换系统29，所述控制模块k1第三端连接有控制模块k2和钥匙开关26，所述控制模块k2另一端连接有延迟模块27，所述延迟模块27第二端与燃料电池控制单元21电连接，所述延迟模块27第三端与燃料电池控制单元21共接与钥匙开关26远离保险丝25一端，所述钥匙开关26另一端连接有保险丝25，所述保险丝25连接有急停开关24，所述急停开关24与电源系统23电连接，所述燃料电池控制单元21连接有电池管理模块22，所述燃料电池控制单元21连接有电源系统23，所述电源系统23连接有直流电转换系统29，所述直流电转换系统29与整车系统1电连接，所述燃料电池控制单元21通过通讯线缆连接有整车系统1。
22.一种搭载氢燃料电池叉车上下电控制方法，包括上电方法和下电方法，其中上电方法为：闭合急停开关24后，闭合钥匙开关26，控制模块k1上电端口得电，氢燃料电池控制单元21触发控制模块k1断开、延迟模块27工作，控制模块k2闭合，电源管理系统22触发控制模块k3得电后，闭合放电继电器28，直流电转换系统29得电后，输出到整车系统1,整车启动，其中下电方法为断开钥匙开关26，控制模块k1上电端口失电，氢燃料电池控制单元21触发延迟模块27工作，断开控制模块k2，电源管理系统22触发控制模块k3断开，放电继电器28断开，直流电转换系统29无输出，整车系统1，停止工作。
23.本实施列1的工作过程：闭合急停开关24后，闭合钥匙开关26，控制模块k1上电端口得电，氢燃料电池控制单元21触发控制模块k1断开、延迟模块27工作，控制模块k2闭合，电源管理系统22触发控制模块k3得电后，闭合放电继电器28，直流电转换系统29得电后，输出到整车系统1,整车启动，断开钥匙开关26，控制模块k1上电端口失电，氢燃料电池控制单元21触发延迟模块27工作，断开控制模块k2，电源管理系统22触发控制模块k3断开，放电继电器28断开，直流电转换系统29无出，整车系统1，停止工作。
24.本发明包括整车系统和氢燃料电池系统，其中氢燃料电池系统设置了燃料电池控制单元，燃料电池控制单元采用dsp信号处理芯片，其产品型号为英飞凌tc297，通过dsp信号处理芯片处理电池管理模块和电源系统传输的实时信息，调整电源系统运行状态，电源
管理系统管理电池系统、动力电池系统充放电和动态平衡，从而保护电池内部零部件，提高氢燃料电池寿命。
25.本发明通过燃料电池控制单元连接控制模块k1，控制模块k1为逻辑控制模块，控制模块k1连接有控制模块k2和电源管理系统，在上电时，控制模块k1控制电源管理系统和燃料电池控制单元，使电源系统工作。
26.本发明设置了控制设备上电下电的电路，在下电时氢燃料电池控制单元触发延迟模块工作，断开控制模块k2，电源管理系统22触发控制模块k3断开。
27.本发明通过放电继电器保护控制设备与大电流直接接触，电池管理模块将信息传递给控制模块k3，控制模块k3为逻辑控制模块，控制模块k3控制放电继电器开合从而控制直流电转换系统是否通电。
28.本发明通过闭合急停开关和闭合钥匙开关控制控制模块k1上电端口得电，控制模块k2闭合，电源管理系统触发控制模块k3得电，闭合放电继电器，使直流电转换系统得电，整车启动。
29.本发明通过断开钥匙开关控制控制模块k1上电端口失电，氢燃料电池控制单元触发延迟模块工作，断开控制模块k2，电源管理系统触发控制模块k3断开，放电继电器断开，直流电转换系统无输出，整车停止工作。