一种共享两轮车氢锂混合电路控制系统及控制方法与流程

本发明涉及氢能两轮车，特别的涉及一种共享两轮车氢锂混合电路控制系统及控制方法。

背景技术：

1、氢能燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，且氢燃料电池在工作的过程中仅仅产生水和热，如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。又因为燃料电池的噪音较小，不需要经过热能和机械能的中间变换过程直接由化学能转化为电能，能量损耗低，能量密度大；因此成为目前汽车行业动力的发展新趋势。但是，在实际运用中，氢能燃料电池在使用的过程中易受到温度、湿度等外部环境因素的影响，使得其产生的电压不稳定；且氢燃料在进行供电充能时需要一定的启动时间才能达到正常工作的电压，因此无法满足无人机快速启动的需求，因此提出了一种共享两轮车氢锂混合电路控制系统及控制方法，以保证共享两轮车在运行过程燃料电池和锂电池供电的稳定性所带来的长航时性能以及供电的能量分配。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种保证共享两轮车运行稳定并且合理分配电能的两轮车氢锂混合电路控制系统及控制方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种共享两轮车氢锂混合电路控制系统，包括信息平台和整车系统，所述整车系统包括储氢瓶、动力模块、中控模块；所述动力模块包括氢燃料电堆、锂电池、fccu，氢燃料电堆为整个中控模块和fccu进行供电，以及为锂电池进行补充能量；当整车未解锁时，处于待机状态，则由锂电池进行供电；处于开机状态时，氢燃料电堆为整车供电，并检测锂电池状态，锂电池电压低则在为车辆供电的同时为锂电池充电，车辆使用过程中，当车辆需求能量大于所述氢燃料电堆产生的能量时由锂电池进行能量输出；关机时，检测锂电池电压是否低于额定电压，若锂电池电压不低于额定电压则关机完成，车辆退回待机状态，若锂电池低于额定、电压，则氢燃料电堆继续工作为锂电池补能，待补能完成后退回待机状态并由锂电池进行待机状态的供能；氢燃料电堆关闭时风扇以50％～70％的转速继续吹风，排气阀关闭，随后进气阀关闭，继续保持风扇转动至残余氢气产生的电量消耗完后，风扇停止转动，氢燃料电堆关闭；

4、所述中控模块包括中控系统和电机控制器；所述中控模块与所述fccu通过通讯连接，由中控模块控制车辆电门开关信号，并传输给fccu，由fccu进行车辆输出电压控制；

5、所述信息平台通过互联网与共享的车辆相连接，所述信息平台实时监测车辆的氢燃料电堆的状态，并通过信息平台的控制程序或根据信息平台的提醒定期为氢燃料电堆进行远程活化，维持氢燃料电堆的性能；当更换新的所述储氢瓶时，所述信息平台将控制所述fccu重置soc，并记录之前的运行数据，在升级时所述信息平台为所述fccu提供并远程输入新的控制程序。

6、进一步的，整车系统还包括dc模块、拨码开关、工作指示灯、蜂鸣器、冷却风扇和电压电流检测模块；所述dc模块、拨码开关、工作指示灯、蜂鸣器、冷却风扇和电压电流检测模块与所述fccu相连接。

7、一种共享两轮车氢锂混合电路控制方法，包括上述的控制系统，主要包括s1开机过程，s2故障处理过程，s3关机过程；

8、s1开机过程：用户扫码开机，氢燃料电堆收到开机指令，通过植入控制程序的fccu控制氢气进气阀门打开，并打开风扇，氢燃料电堆开始工作；开机过程中应用程序会控制温度传感器检测氢燃料电堆的电池温度情况，若氢燃料电堆温度低于设定值，则以最低转速吹风，当温度大于设定值后进入pid调节模式；在风扇低转速吹风模式下，排气阀以开500ms关1000ms的时间，循环三次后打开进气阀供氢；或者在pid调节模式下，排气阀以开500ms关5000ms的时间，进行交替循环后打开进气阀供氢；此时电压电流检测模块判断氢燃料电堆当前电压在500ms时间内是否大于总电压乘以0.6，若大于总电压乘以0.6则完成开机，之后在使用车辆的过程中可以缓慢增加氢燃料电堆的功率至最大功率，满足骑行要求，若不大于总电压乘以0.6则进入pid调节模式继续循环；

9、s2故障处理过程：在使用或者开机过程中时刻保持故障检测，故障检测包括氢燃料电堆电压、风扇转速、氢气剩余量、电堆温度、氢气浓度；若氢燃料电堆电压过低，或者氢燃料电堆电压温度过高，或者氢气剩余量不足，或者氢气泄露导致浓度过高，则关闭进气阀以中断电堆反应，等待电堆关闭，再次检测异常状态是否消除，若是消除，则尝试再次启动电堆；若未消除则上传信息至信息平台，并停止车辆的运行；

10、氢燃料电堆电压低的处理：氢燃料电堆电压小于总电压乘以0.54并持续三秒以上，则氢燃料电堆电压预警装置便会发出警报，待氢燃料电堆电压大于总电压乘以0.6并持续20秒以上，则解除警报；

11、风扇转速低异常处理：当风扇转速低于1000并持续3秒以上，则发出警报；待风扇转速高于2000时并持续20秒以上则解除警报；

12、氢气浓度高异常的处理：当氢气浓度高于5000ppm时则发出预警，并关闭进气阀，由若氢气浓度持续升高超过3秒并停止车辆运行，通知用户远离；若无泄露情况，且氢气浓度低于4000ppm并持续20秒以上则解除警报；

13、s3关机过程：用户使用结束后，应用程序中点击还车，检测锂电池电压是否低于额定电压，若锂电池电压不低于额定电压则关机完成，车辆退回待机状态，若锂电池低于额定电压，则氢燃料电堆继续工作为锂电池补能，待补能完成后，氢燃料电堆关闭，退回待机状态，并由锂电池进行待机状态的供能；氢燃料电堆关闭时风扇以50％～70％的转速继续吹风，排气阀关闭，随后进气阀关闭，继续保持风扇转动至残余氢气产生的电量消耗完后，风扇停止转动，氢燃料电堆关闭。

14、综上所述，本发明有益效果如下：

15、1.启动速度快，氢燃料电池和锂电池混合供电，启动时，由于燃料电池有启动反应的时间，需要氢气转化反应一段时间后才能达到车辆需要的正常工作电压，当燃料电池产生的能量无法供应车辆的需要时，由锂电池进行供电，这样就可以满足快速启动的需要。

16、2.具有长航时和较好的能量管理，当燃料电池功率达到车辆的使用功率后，有氢燃料电池进行持续供能；由于相同体积的氢的能量密度相比于锂电池更大，且重量更轻，这样在有限的空间内可以利用储氢瓶存储更多的氢气，以供燃料电池进行转化成电能供应车辆行驶，且工作人员更换储氢瓶的速度远快于锂电池充电的速度，因此可以保证电动车长航时的行驶和运营；另外氢燃料电池的特性是有氢气供应时就会产生电能；没有氢气时就没有电，而共享两轮车在待机时，为保证氢气用于骑行时长航时的供能使用，待机时燃料电池进气阀关闭，因此只能由锂电池供电，以满足云平台对车辆信息的状态监控，车辆的远程程序升级，以及远程活化等，车辆在换车关闭时会检测锂电池的状态，若锂电池则由燃料电池为锂电池补能完成后关闭电堆，以保证车辆的待机时长，另外为了防止燃料电池长时间未使用，导致的燃料电池碳纸干裂，需要定期活化以保证电堆的湿润，而活化过程中产生的电能进一步补充给锂电池以延长待机时间。