[发明专利]一种电动汽车电能供给系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电能供给系统及其控制方法。

背景技术

世界范围内的电能危机和环境污染问题日趋严重，多年来的实践证明，节能和减排是汽车技术发展的主要方向，电力驱动车辆是解决车辆电能危机与尾气污染的一个重要途径。因此，电力驱动车辆的电能供给系统开发就显得尤为重要。在电力驱动车辆的电能供给系统方面，尽管单纯使用储能动力电池的电力驱动车辆具有零排放、低噪音和高效率的优点，但由于受到储能电池能量密度低的局限，导致纯动力电池提供能量供给的车辆不但制造成本高，而且续航里程短和充电时间长。在储能电池的能量密度得到突破性进展前，目前的电能供给系统尚不能满足人们对电力驱动车辆的使用需求。

而目前采用增程式车辆的电能供给驱动车辆是一种介于传统车辆和纯动力电池提供电能驱动车辆之间的过渡型车辆，兼有两者的一些优点，如低排放、高效率和续航里程长等。目前市场上采用增程式的电能驱动车辆主要有两种方式：采用单一内燃机发电和单一动力电池联合提供电能供给；采用储氢形式的质子交换膜燃料电池和单一动力电池联合提供电能供给。第一种形式虽然它是电力驱动，但也不是零排放的。内燃机发电也会有排放污染。第二种形式虽然零排放，但是车载储氢具有加氢难、危险系数高、技术难度大等诸多局限性。

发明内容

本发明的目的是克服现有电动汽车电能供给系统采用储氢罐储存氢气向燃料电池提供氢气，存在加氢难、危险系数高的技术问题，提供了一种电动汽车电能供给系统及其控制方法，其可采用甲醇、乙醇、天然气等清洁燃料作为能源，解决了加氢难、危险系数高的技术问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种电动汽车电能供给系统，包括燃料罐、燃料重整反应堆、燃料电池发电机、DC/DC转换器、配电单元、电池系统和电能管理控制器，所述燃料罐、燃料重整反应堆和燃料电池发电机依次通过连接管路连接，所述DC/DC转换器的输入端与燃料电池发电机电连接，所述配电单元分别与电池系统、电动汽车的电机系统和DC/DC转换器的输出端电连接，所述电能管理控制器分别与燃料电池发电机的控制端、电池系统的控制端、配电单元的控制端和整车控制器电连接。

在本技术方案中，燃料罐存储甲醇、乙醇或天然气等清洁燃料。燃料罐中的燃料输送到燃料重整反应堆中后，燃料重整反应堆中的燃料在氧气不足的环境下在高温或催化剂作用下发生氧化还原反应，生成一氧化碳和氢气。燃料重整反应堆输送到燃料电池发电机中的一氧化碳和氢气在600℃～800℃下直接和氧化剂反应，产生电能。DC/DC转换器将燃料电池发电机输出的电压转换为电动汽车需要的电压。配电单元用于控制电池系统、电动汽车的电机系统和DC/DC转换器之间的电路连通或断开。

电能管理控制器控制燃料电池发电机和配电单元工作，与电池系统通信获取电动汽车电池的信息。电能管理控制器还与整车控制器通信获取整车信息，反馈电能供给系统信息到整车控制器。电动汽车启动时，整车控制器发送信息给电能管理控制器，电能管理控制器控制燃料电池发电机工作发电。

作为优选，所述一种电动汽车电能供给系统还包括热能回收装置，所述热能回收装置包括热交换器、风机、进风管路和出风管路，所述热交换器的热媒进口、热媒出口分别与燃料电池发电机的排热系统连接，所述热交换器的冷媒进口通过进风管路与风机连接，所述热交换器的冷媒出口与出风管路连接，所述出风管路上设有第一出风口，所述第一出风口通过通气管路与电池系统的进风口连接，所述第一出风口上设有第一电磁阀，所述电能管理控制器分别与风机和第一电磁阀电连接。

电动汽车运行过程中，电能管理控制器与电池系统通信获取电池温度信息，当电池温度较低时，电能管理控制器控制第一电磁阀打开，控制风机工作，风机吹入的冷风通过热交换器加热后成为热风吹入电池系统，给电池加热，保证电池在较好的充放电性能温度区间。

作为优选，所述出风管路上还设有第二出风口，所述第二出风口通过通气管路与电动汽车驾驶室内的出气口连接，所述第二出风口上设有第二电磁阀，所述第二电磁阀与电能管理控制器电连接。电动汽车运行过程中，用户可通过整车控制器向电能管理控制器发送控制信号，电能管理控制器控制第二电磁阀打开，控制风机工作，风机吹入的冷风通过热交换器加热后成为热风吹入电动汽车驾驶室，给电动汽车驾驶室提供暖风。

作为优选，所述燃料罐用于存储燃料，所述燃料为甲醇、乙醇或天然气。