[發(fā)明專利]基于燃料電池和儲(chǔ)能電池的混合動(dòng)力電源系統(tǒng)及汽車

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110022172.9
• 申請(qǐng)日: 2016-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112677781B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳煥光;高勇;亞努士·布拉扎克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海恒勁動(dòng)力科技有限公司
• 主分類號(hào): B60L50/75
• 分類號(hào): B60L50/75;B60L53/00;B60L58/40
• 代理公司: 北京之于行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 何志欣

本發(fā)明涉及一種基于燃料電池和儲(chǔ)能電池的混合動(dòng)力電源系統(tǒng)及混合動(dòng)力汽車，包括與動(dòng)力系統(tǒng)連接的燃料電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)包括相互連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與控制系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池系統(tǒng)連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)驅(qū)動(dòng)繼電器分別與燃料電池系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池系統(tǒng)連接，在車輛停止時(shí)，驅(qū)動(dòng)繼電器斷開(kāi)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接，從而切斷儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的放電回路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在汽車停止?fàn)顟B(tài)，采用驅(qū)動(dòng)繼電器切斷與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的放電回路來(lái)減少電量消耗，同時(shí)在充電至電量大于95％的第三設(shè)定閾值時(shí)，通過(guò)旁路繼電器完全切斷儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的所有放電回路，使得燃料電池系統(tǒng)的電路一直處于飽滿狀態(tài)。

本發(fā)明是申請(qǐng)日為2016年2月26日，申請(qǐng)?zhí)枮?01610108767.5，發(fā)明名稱為燃料電池與儲(chǔ)能電池混合動(dòng)力車控制方法及車系統(tǒng)，申請(qǐng)類型為發(fā)明的發(fā)明專利的分案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，尤其是涉及基于燃料電池和儲(chǔ)能電池的混合動(dòng)力系統(tǒng)及汽車。

背景技術(shù)

燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)是燃料電池汽車區(qū)別于其他類型車輛(內(nèi)燃機(jī)汽車、蓄電池電動(dòng)汽車以及油-電混合動(dòng)力汽車)的主要標(biāo)志。使用燃料電池系統(tǒng)作為動(dòng)力源是燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的標(biāo)志性特點(diǎn)。而通常情況下，燃料電池卻并非該系統(tǒng)唯一的動(dòng)力源，由于燃料電池在峰值功率輸出能力以及功率輸出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)等性能方、面欠佳，因此往往需要一些輔助的動(dòng)力源裝置來(lái)在功率輸出能力等方面對(duì)它加以補(bǔ)充和改善，從而構(gòu)成燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)，這些輔助裝置包括蓄電池和超級(jí)電容。

例如中國(guó)專利CN?100581867C公開(kāi)了一種電-電混合的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，鋰離子蓄電池與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和燃料電池堆，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由DC/DC變換器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連；鋰離子蓄電池、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和DC/DC變換器通過(guò)光纖CAN控制線與整車控制器相連。

又如中國(guó)專利號(hào)CN?102555765?B公開(kāi)了一種燃料電池-鋰離子電池混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括燃料電池子系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池子系統(tǒng)、充電控制子系統(tǒng)、智能混合電源管理系統(tǒng)，電機(jī)及電機(jī)控制系統(tǒng)；該動(dòng)力系統(tǒng)以燃料電池為主要工作電源，鋰離子電池組為輔助電源，意圖解決純?nèi)剂想姵仄嚾剂想姵貕勖s短以及能量不能回收的問(wèn)題，以及純鋰離子電動(dòng)汽車充電時(shí)間長(zhǎng)、連續(xù)大電流放電可能出現(xiàn)的燃燒爆炸、以及衰減及自放電問(wèn)題。

然而上述的兩項(xiàng)動(dòng)力系統(tǒng)存在以下缺陷：

1、燃料電池配置功率較高，燃料電池系統(tǒng)成本較高；

2、儲(chǔ)能電池系統(tǒng)停機(jī)放電率高；

3、車停機(jī)后燃料電池供電系統(tǒng)停止充電，致儲(chǔ)能電池電量未充滿。

最接近的現(xiàn)有技術(shù)CN104044483A公開(kāi)了一種無(wú)需外充電的電動(dòng)車動(dòng)力電源，包括：儲(chǔ)能電池，用于對(duì)功率電池進(jìn)行充電或直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)；儲(chǔ)能電池控制單元，用于控制儲(chǔ)能電池，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能電池內(nèi)部的氣、水、熱進(jìn)行控制，對(duì)儲(chǔ)能電池的啟停和輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；功率電池，用于直接向電機(jī)提供電能，通過(guò)接收儲(chǔ)能電池提供的電能維持電動(dòng)車中電機(jī)的正常轉(zhuǎn)動(dòng)功率；功率電池管理單元，用于控制功率電池的放電和充電；DC/DC轉(zhuǎn)換單元，用于將固定范圍內(nèi)波動(dòng)的直流電壓變換為可加載到功率電池的電壓；動(dòng)力系統(tǒng)控制單元，用于調(diào)節(jié)儲(chǔ)能電池的發(fā)電和功率電池的充放電，并向電機(jī)提供電能。本發(fā)明中將燃料電池作為儲(chǔ)能電池和輔助供電電池，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的實(shí)時(shí)充電，無(wú)需外接充電接口。但是，該發(fā)明與本發(fā)明存在明顯的缺陷，如下所述。

具體地，第一，現(xiàn)有技術(shù)CN104044483A的功率電池與電機(jī)之間的線路始終保持連通，無(wú)法減少概率電池在充電期間的電量消耗。邊充電邊消耗的狀態(tài)，使得概率電池的最大充電量只能達(dá)到90～95％。為了解決該缺陷，本發(fā)明在汽車停止?fàn)顟B(tài)，本發(fā)明一方面采用驅(qū)動(dòng)繼電器切斷與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的放電回路來(lái)減少電量消耗，一方面同時(shí)充電至電量大于95％的第三設(shè)定閾值。