[發明專利]一種電動汽車電能供給系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201611131968.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106627219A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 肖寧強;蔡文遠;童國慶
• 申請（專利權）人: 浙江吉利控股集團有限公司;浙江吉利新能源商用車有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60H1/14
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車電能供給系統及其控制方法。

背景技術

世界范圍內的電能危機和環境污染問題日趨嚴重，多年來的實踐證明，節能和減排是汽車技術發展的主要方向，電力驅動車輛是解決車輛電能危機與尾氣污染的一個重要途徑。因此，電力驅動車輛的電能供給系統開發就顯得尤為重要。在電力驅動車輛的電能供給系統方面，盡管單純使用儲能動力電池的電力驅動車輛具有零排放、低噪音和高效率的優點，但由于受到儲能電池能量密度低的局限，導致純動力電池提供能量供給的車輛不但制造成本高，而且續航里程短和充電時間長。在儲能電池的能量密度得到突破性進展前，目前的電能供給系統尚不能滿足人們對電力驅動車輛的使用需求。

而目前采用增程式車輛的電能供給驅動車輛是一種介于傳統車輛和純動力電池提供電能驅動車輛之間的過渡型車輛，兼有兩者的一些優點，如低排放、高效率和續航里程長等。目前市場上采用增程式的電能驅動車輛主要有兩種方式：采用單一內燃機發電和單一動力電池聯合提供電能供給；采用儲氫形式的質子交換膜燃料電池和單一動力電池聯合提供電能供給。第一種形式雖然它是電力驅動，但也不是零排放的。內燃機發電也會有排放污染。第二種形式雖然零排放，但是車載儲氫具有加氫難、危險系數高、技術難度大等諸多局限性。

發明內容

本發明的目的是克服現有電動汽車電能供給系統采用儲氫罐儲存氫氣向燃料電池提供氫氣，存在加氫難、危險系數高的技術問題，提供了一種電動汽車電能供給系統及其控制方法，其可采用甲醇、乙醇、天然氣等清潔燃料作為能源，解決了加氫難、危險系數高的技術問題。

為了解決上述問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明的一種電動汽車電能供給系統，包括燃料罐、燃料重整反應堆、燃料電池發電機、DC/DC轉換器、配電單元、電池系統和電能管理控制器，所述燃料罐、燃料重整反應堆和燃料電池發電機依次通過連接管路連接，所述DC/DC轉換器的輸入端與燃料電池發電機電連接，所述配電單元分別與電池系統、電動汽車的電機系統和DC/DC轉換器的輸出端電連接，所述電能管理控制器分別與燃料電池發電機的控制端、電池系統的控制端、配電單元的控制端和整車控制器電連接。

在本技術方案中，燃料罐存儲甲醇、乙醇或天然氣等清潔燃料。燃料罐中的燃料輸送到燃料重整反應堆中后，燃料重整反應堆中的燃料在氧氣不足的環境下在高溫或催化劑作用下發生氧化還原反應，生成一氧化碳和氫氣。燃料重整反應堆輸送到燃料電池發電機中的一氧化碳和氫氣在600℃～800℃下直接和氧化劑反應，產生電能。DC/DC轉換器將燃料電池發電機輸出的電壓轉換為電動汽車需要的電壓。配電單元用于控制電池系統、電動汽車的電機系統和DC/DC轉換器之間的電路連通或斷開。

電能管理控制器控制燃料電池發電機和配電單元工作，與電池系統通信獲取電動汽車電池的信息。電能管理控制器還與整車控制器通信獲取整車信息，反饋電能供給系統信息到整車控制器。電動汽車啟動時，整車控制器發送信息給電能管理控制器，電能管理控制器控制燃料電池發電機工作發電。

作為優選，所述一種電動汽車電能供給系統還包括熱能回收裝置，所述熱能回收裝置包括熱交換器、風機、進風管路和出風管路，所述熱交換器的熱媒進口、熱媒出口分別與燃料電池發電機的排熱系統連接，所述熱交換器的冷媒進口通過進風管路與風機連接，所述熱交換器的冷媒出口與出風管路連接，所述出風管路上設有第一出風口，所述第一出風口通過通氣管路與電池系統的進風口連接，所述第一出風口上設有第一電磁閥，所述電能管理控制器分別與風機和第一電磁閥電連接。

電動汽車運行過程中，電能管理控制器與電池系統通信獲取電池溫度信息，當電池溫度較低時，電能管理控制器控制第一電磁閥打開，控制風機工作，風機吹入的冷風通過熱交換器加熱后成為熱風吹入電池系統，給電池加熱，保證電池在較好的充放電性能溫度區間。

作為優選，所述出風管路上還設有第二出風口，所述第二出風口通過通氣管路與電動汽車駕駛室內的出氣口連接，所述第二出風口上設有第二電磁閥，所述第二電磁閥與電能管理控制器電連接。電動汽車運行過程中，用戶可通過整車控制器向電能管理控制器發送控制信號，電能管理控制器控制第二電磁閥打開，控制風機工作，風機吹入的冷風通過熱交換器加熱后成為熱風吹入電動汽車駕駛室，給電動汽車駕駛室提供暖風。

作為優選，所述燃料罐用于存儲燃料，所述燃料為甲醇、乙醇或天然氣。