[發明專利]一種帶超級電容的燃料電池電動汽車動力裝置

在審

• 申請號: 201610088525.4
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105730256A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 陸玉正;李俊嬌;董以旺
• 申請（專利權）人: 陸玉正
• 主分類號: B60L11/00
• 分類號: B60L11/00;B60L11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種帶超級電容的燃料電池電動汽車動力裝置，利用燃料電池作為電動汽車的主動力，并聯超級電容作為輔助設備，屬于電動汽車設備領域。

背景技術

燃料電池汽車(FCV)是一種用車載燃料電池裝置產生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動汽車比較,其動力方面的不同在于FCV用的電力來自車載燃料電池裝置,電動汽車所用的電力來自由電網充電的蓄電池。因此,FCV的關鍵是燃料電池。燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。這種電化學反應屬于一種沒有物體運動就獲得電力的靜態發電方式。因而,燃料電池具有效率高、噪音低、無污染物排出等優點,這確保了FCV成為真正意義上的高效、清潔汽車。目前，日本豐田、本田相繼量產燃料電池汽車。由此可見，國際上已經開始搶占這一新興的領域。燃料電池的功率受車身限制，額定功率有限。但是，車輛在急劇加速，需要很大的電流，或者車輛急制動時，電機運行在發電狀態，也會產生很大的電流。產生的大電流處理不當，會對車輛產生很大的影響，甚至損壞車輛的動力裝置或者車輛其他電器。

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明一種帶超級電容的燃料電池電動汽車動力裝置的目的是解決燃料電池電動汽車存在的問題。

技術方案：一種帶超級電容的燃料電池電動汽車動力裝置，包括制動踏板（1）、油門踏板（2）、電控單元（3）、功率變換器（4）、檢測單元（5）、驅動電機（6）、變速器（7）、驅動輪（8）、差速器（9）、燃料儲存罐（10）、分離器（11）、電控閥門（12）、燃料電池堆（13）、超級電容器（14）；其中燃料電池堆（13）由主電源輸出線（13-1）、檢測端口（13-2）、燃料輸出口（13-3）、燃料輸入口（13-4）、反應堆（13-5）、排氣口（13-6）、輔助加熱電源接線端（13-7）、輔助加熱器（13-8）構成；該裝置由電氣子系統、機械傳動子系統和電控子系統、供氣子系統構成；

電氣子系統的連接：

燃料電池堆（13）的主電源輸出線（13-1）與超級電容器（14）的輸出并聯后與功率變換器（4）的輸入連接，功率變換器（4）的輸出與驅動電機（6）的輸入連接，超級電容器（14）的另一輸出與燃料電池堆（13）的輔助加熱電源接線端（13-7）連接；

機械傳動子系統的連接：

驅動電機（6）動力輸出與變速器（7）的輸入連接，變速器（7）的輸出與差速器（9）輸入連接，差速器（9）的輸出與驅動輪（8）連接；

電控子系統的連接：

檢測單元（5）的輸入分別與驅動電機（6）的檢測端口、燃料電池堆（13）的檢測端口（13-2）、超級電容器（14）的檢測端口連接，檢測單元（5）的輸出與電控單元（3）輸入連接，電控單元（3）的輸入還與制動踏板（1）、油門踏板（2）的信號輸出連接，電控單元（3）的輸出分別與電控單元（3）的控制端口、超級電容器（14）的控制端口連接，檢測單元（5）的輸出還與電控閥門（12）的控制端口連接；

供氣子系統的連接：

燃料儲存罐（10）的輸出與電控閥門（12）的輸入連接，電控閥門（12）的輸出與燃料電池堆（13）的燃料輸入口（13-4）連接，燃料電池堆（13）的燃料輸出口（13-3）與分離器（11）輸入連接，分離器（11）的燃料口與電控閥門（12）輸入口連接，分離器（11）的排氣口直接排放到大氣中。

一種帶超級電容的燃料電池電動汽車動力裝置，其特征在于功率變換器（4）為雙向變換器，電動汽車運行在行駛狀態下，功率變換器（4）工作在整流模式；電動汽車運行在制動狀態下，功率變換器（4）工作在逆變模式。

一種帶超級電容的燃料電池電動汽車動力裝置，其特征在于燃料電池堆（13）輸出與超級電容器（14）并聯形式；

當油門踏板（2）被輕踏時，電動汽車運行在正常行駛時，電控單元（3）控制燃料電池堆（13）輸出電功率，電控單元（3）控制驅動電機（6）運行在電動模式；

當在電動汽車運行在快速加速時，電控單元（3）控制超級電容器（14）輸出大功率電能，電控單元（3）控制驅動電機（6）開始高功率運行在電動模式；

當制動踏板（1）被踩下時，電動汽車運行在制動狀態，電控單元（3）控制驅動電機（6）運行在發電模式，電能經過功率變換器（4）整流后，給超級電容器（14）充電。

所述制動踏板（1）用于產生制動力，安裝傳感器，檢測駕駛員車輛制動行為。