[實用新型]一種用于電動車輛的混合燃料電池儲能裝置

有效

• 申請號: 201520741125.X
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN204936861U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 王加雪;金奕;齊鳳軍;王雪;張翌旸;張建國;黃永生;苗政;邵宏亮;吳海清
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵技術學院
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L11/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本實用新型涉及電動汽車領域，具體涉及一種用于電動車輛的混合燃料電池儲能裝置。

背景技術

近年燃油需求量不斷大幅度上漲，大氣污染也日趨嚴重，尤其是汽車排放產生的CO₂量不斷增加，已經引起全球氣候的反常變化，能源枯竭和環境污染已成為當今社會亟需解決的問題，發展電動汽車尤其是純電動汽車是緩解這一問題最直接有效的方法，電動汽車雖然在環保、節能、清潔等方面占據著明顯優勢，卻也有不少缺點，從某種意義說電動汽車的成敗首先取決于電池技術。

作為可能的替代能源，燃料電池的研究和開發不斷進行，其應用也甚為廣泛，從便攜式電源、分布式發電到新一代的燃料電池驅動電動汽車，其中，燃料電池有多種類型，例如質子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、氧化物燃料電池和甲醇燃料電池。一些以概念驗證和商業化示范為目的燃料電池原型車已經制成。

同時，高成本、低耐久性、瞬態性能差及低溫啟動問題也是這種燃料電池汽車商業化的主要障礙，目前燃料電池系統不允許能量的雙向流動，從而導致制動能的回收比較困難，所以，利用燃料電池與其他能源存儲設備(蓄電池、超級電容器等)進行混合探究是有必要的，通過這樣的設計，可以用蓄電池或者超級電容器作為能量緩沖器使燃料電池進行有必要的保護，延長其使用壽命；在混合能源系統中，燃料電池提供勻速行駛所需的功率，其他能源存儲設備提供加速和高負荷運轉時額外峰值功率，因此，燃料電池系統的額定功率和成本將會下降，動力系統的瞬態性能將得到改善，能量效率將得到提高。

實用新型內容

本實用新型設計開發了一種用于電動車輛的混合燃料電池儲能裝置，目的是解決現有電動車輛中電池能源裝置分配動力分配不合理，動力電源之間不能進行充放電，能源消耗過大等問題，提供一種用于電動車輛的混合燃料電池儲能裝置，其具有能夠控制電池能源動力開關，分配電池能源供電方式，動力系統的瞬態性能將得到改善，提供加速和高負荷運轉時的額外峰值功率等特點。

本實用新型提供的技術方案為：

一種用于電動車輛的混合燃料電池儲能裝置，包括：

能源裝置，其包括燃料電池、蓄電池及超級電容器，其中，所述燃料電池能夠單獨或與所述蓄電池及所述超級電容器分別組合同時為車輛的電機供電驅動車輛；

監測裝置，其包括速度監測儀、加速踏板監測器及制動踏板監測器，所述速度監測儀用于監測車輛行駛車速，所述加速踏板監測器監測加速踏板開度及開度變化率，所述制動踏板監測器監測制動踏板開度及開度變化率；

控制裝置，其包括主控制器及能源裝置保護器；其中，所述監測裝置與所述主控制器相連，再連接到能源裝置上；能源裝置保護器與所述能源裝置中的燃料電池、蓄電池及超級電容器分別相連，同時所述燃料電池也分別與所述蓄電池及所述超級電容器相連。

優選的是，所述燃料電池、所述蓄電池及所述超級電容器并聯后的輸出端通過多輸入DC-DC變換器與所述電機相連。

優選的是，所述燃料電池和所述超級電容器并聯后的輸出端通過DC-DC變換器和所述蓄電池連接，再連接所述電機。

優選的是，所述電機，其具有貫穿式的輸出軸，所述輸出軸的一端通過離合器連接車輛前橋，所述輸出軸的另一端連接變速箱，變速箱的輸出軸連接車輛的后橋。

優選的是，所述變速箱為五檔以上的變速箱。

優選的是，所述蓄電池是由95個電池單體串聯而成的鉛酸電池組。

優選的是，所述前橋和所述后橋，都分別具有減速裝置。

優選的是，在動力輸出到所述后橋的動力路徑上，設置有中央差速器，其用于消除驅動輪的滑動現象。

本實用新型與現有技術相比所具有的有益效果：

1、在純電動車領域，可以通過監測裝置確定車輛行駛狀態及行駛模式，通過確定的行駛模式能夠合理控制能源裝置的開關，合理分配能源驅動車輛；

2、具有能源裝置保護器，可以通過能源裝置保護器控制燃料電池為蓄電池及超級電容器充電，從而保護能源裝置中的蓄電池及超級電容器，延長其使用壽命；

3、本實用新型能夠通過燃料電池滿足車輛勻速的能量需求；在車輛啟動階段使用蓄電池啟動車輛，通過使用蓄電池滿足車輛啟動瞬時尖峰功率需求，起到保護燃料電池的效果；在車輛高速行駛階段使用超級電容器輔助車輛驅動，使超級電容器作為能量緩沖器，以保證車輛在高速行駛階段獲得強勁、迅速的驅動能量；同時，通過蓄電池及超級電容器設備的輔助使用，提供了加速和高負荷運轉時的額外峰值功率。