氢能自行车整车控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及氢能源助力车领域，特别涉及氢能自行车整车控制系统。


背景技术：

2.氢能源助力车以氢气为能源，通过燃料电池电化学反应产生电力为动力，内置储氢装置，采用换氢或充氢方式，是一种安全环保的出行工具。现有技术的氢能助力车的控制系统如附图1所示，包括：中控系统、电机控制器、氢燃料电池管理系统、燃料电池电堆、进气电磁阀、储氢器、电池组、排气电磁阀、后轮锁、储氢器锁仓、前后灯、左右刹把、助力传感器、电机、温度传感器、压力变送器、加热模块。在现有技术中，电池组与电机控制器以及氢燃料电池管理系统直接连接，锂电池给电机控制器供电过程不受氢燃料电池管理系统控制，消耗电量较多，锂电池容易亏电。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是解决现有技术的氢能源助力车中锂电池组电量消耗多，且对电机控制器供电缺少智能控制的技术问题。
4.实现本实用新型目的的技术方案是一种氢能自行车整车控制系统，包括：
5.氢燃料电池管理系统，为控制系统的核心；
6.燃料电池电堆；输出端连接所述氢燃料电池管理系统；
7.电机控制器，用于控制氢自行车的电机；与氢燃料电池管理系统双向连接；
8.中控系统，与氢燃料电池管理系统双向连接；
9.电池组，与氢燃料电池管理系统双向连接。
10.进一步的，还包括；
11.仪表，输出端与中控系统连接；
12.其中，所述中控系统设置在仪表的电路板下方。将仪表设置在氢能自行车的车龙头中部上方，中控系统设置在仪表的电路板下方，不仅方便用户使用，而且使得设计更加紧凑，同时，由于空间有限，中控系统仅仅保留cpu、通信模块和定位模块，且接受的信号和控制的部件减少。
13.进一步的，所述中控系统与左右刹把的输出端连接。将刹把与位于车龙头的中控系统直连，刹车信号通过通信发送给中控系统的cpu，线路较短，线路可靠性较高；避免了现有技术中左右刹把与电机控制器直连，由于电机控制器安装在车辆座管部位，距离左右刹把较远，线路长，从而带来的高故障风险。
14.进一步的，还包括储氢器仓锁，输入端与所述氢燃料电池管理系统的输出端连接。以及包括前后灯，输入端与所述氢燃料电池管理系统的输出端连接。使储氢器仓锁和前后灯由氢燃料电池管理系统控制，可以进一步降低中控系统的控制复杂度。
15.进一步的，还包括按键，输出端与所述中控系统的输入端连接。
16.进一步的，所述中控系统内含为中控系统和仪表供电的锂电池。
17.采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的优点：本实用新型将电池组通过氢燃料电池管理系统与电机控制器连接，氢燃料电管理系统可以对电池组进行控制。锂电池组只需要在整车系统启动以及燃料电池电堆输出功率输出能量不够的时候输出功率，节约了锂电池电量，系统关机时可以减少锂电待机功耗，实现长时间待机。
附图说明
18.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
19.图1为现有技术的系统的原理框图。
20.图2为本实用新型的系统的原理框图。
具体实施方式
21.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
27.(实施例1)
28.如图2所示，本实施例的控制系统包括：
29.氢燃料电池管理系统，为控制系统的核心；在氢燃料电池管理系统与燃料电池电
堆之间设置温度传感器，采集燃料电池电堆的实时温度；为了稳定燃料电池电堆的气压，在氢燃料电池管理系统与燃料电池电堆之间设置排气电磁阀，当燃料电池电堆的气压超过设定的阈值，则自动打开排期电磁阀进行排气；
30.燃料电池电堆；输出端连接所述氢燃料电池管理系统；
31.电机控制器，用于控制氢自行车的电机；与氢燃料电池管理系统双向连接；
32.中控系统，与氢燃料电池管理系统双向连接；中控系统内含为中控系统和仪表供电的锂电池；
33.电池组，与氢燃料电池管理系统双向连接；
34.仪表，输出端与中控系统连接；其中，所述中控系统设置在仪表的电路板下方。将仪表设置在氢能自行车的车龙头中部上方，中控系统设置在仪表的电路板下方。
35.左右刹把的输出端与中控系统连接；
36.按键，按键的输出端与中控系统连接；
37.储氢器仓锁、前后灯，二者的输入端与所述氢燃料电池管理系统的输出端连接；
38.氢燃料电池管理系统包含用于将燃料电池电堆产生的电能给锂电池组充电的充电模组，氢燃料电池管理系统可以根据锂电池输出的功率以及输出时间估算锂电池的soc值。如果判断锂电池剩余电量不足，则判断燃料电池额定输出功率是否大于电机控制器实时所需功率，如果电机控制器实时所需功率小于燃料电池额定输出功率，则通过电路设计，利用燃料电池电堆给锂电池组充电。
39.此外，为了更好的骑行体验，在氢自行车上设置力矩传感器，电机控制器输出的功率由力矩传感器数据来进行调控，通过力矩传感器的数据及时分析电机驱动所需功率，从而氢燃料电池管理系统能够实时调整运行方式，输出电机控制器所需功率。
40.为了更加安全的骑行，在氢自行车车把上设置传感器，传感器采集的数据传输给氢燃料电池管理系统，当感应到用户单手骑车时，关闭氢助力；当感应到用户双手脱把时，关闭氢助力并且报警。传感器可以根据需要选择，只要能满足前述功能需要即可。
41.如图2所示，还包括储氢器、上加热模块、下加热模块、压力变送器以及进气电磁阀，这些的设置和现有技术相同，不再赘述。
42.本实施例的车辆的启动方法为：
43.中控系统接收蓝牙或者网络信号后，启动中控系统以及仪表，并且向氢燃料电池管理系统发送启动命令。氢燃料电池管理系统接收到启动命令后，通过电路控制带加热单元的锂电池组向上、下加热模块和/或电机控制器输出功率，维持其运作。
44.通过上、下加热模块的加热，储氢器开始释放足量足压的氢气，保证燃料电池电堆可以在额定工况下运行。在燃料电池电堆输出功率足够的工况下，关闭锂电池组向外输出功率，由燃料电池电堆单独输出功率维持氢燃料电池管理系统、电机控制器以及上、下加热单元的工作，并根据锂电池组的剩余电量确定是否需要为锂电池组充电。
45.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。