CN102529740A

CN102529740A - 氢电混合动力场地车

Info

Publication number: CN102529740A
Application number: CN2012100065702A
Authority: CN
Inventors: 黄明宇; 问朋朋; 苏冬云; 倪红军; 周一丹; 朱昱; 贾中实; 冯小保
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种氢电混合动力场地车，包括车体、车轮、制动系统、动力系统、控制系统，车体上驱动车轮运动的电机，所述电机为轮毂电机或通过传动轴、链条带动车轮的电动机，电机与动力电池连接，动力电池与太阳能供电装置连接；氢氧质子交换膜燃料电池系统与储氢系统连接，氢氧质子交换膜燃料电池系统与电机和/或动力电池连接；动力电池接可进行充电的超级电容器。本发明结构合理，制造方便，排放物为水，氢气是一种可再生能源，如可通过太阳能电解水来获得氢气，是一种真正意义上的环保车，符合当今社会可持续发展和环保节能这个主题。

Description

氢电混合动力场地车

技术领域

本发明涉及一种场地车。

背景技术

随着科学技术的发展，人们的生活水平得到很大提高，但是由于人们过度利用现代交通工具而造成化石能源危机和环境逐步恶化，进而威胁到汽车工业的发展。基于此种情形，寻求一种既能利用可再生能源而又不污染环境的新能源车受到国际社会的极大关注。氢电混合动力车是一种新能源车，而且是一种环保车，它具有能量转化效率高、环境污染小等优点，从而成为汽车工业研发的热点。

目前纯电动车的缺点是续驶里程短、充电时间长；纯燃料电池车的缺点是低温启动性能差、不能回收制动能量等；油电混合动力车的缺点是仍消耗石油能源这种不可再生资源、排放有害气体，还不是真正意义上的环保车；燃料电池车示范运行时存在的问题说明，采用一种新的混合动力车，解决目前一些新能源车存在的问题，是非常必要的。为此，本专利提出了一种燃料电池-充电电池混合动力车，我们将其简称为氢电混合动力车。根据目前纯燃料电池车、纯电动车和油电（即内燃机-充电电池）混合动力车运行存在的上述问题，氢电混合动力车是目前一个很好的发展方向。同时，氢电混合动力系统也将是目前燃料电池车发展的一个方向，而且氢电混合动力车继承了传统汽车的许多优良性能，如高速度、加速性能、长距离行驶以及安全舒适等，同时克服了纯电动汽车以及油电混合动力车的上述缺点，适应了当今社会可持续发展的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，制造方便的氢电混合动力场地车。

本发明的技术解决方案是：

一种氢电混合动力场地车，包括车体、车轮、制动系统、动力系统、控制系统，其特征是：车体上驱动车轮运动的电机，所述电机为轮毂电机或通过传动轴、链条带动车轮的电动机，电机与动力电池连接，动力电池与太阳能供电装置连接；氢氧质子交换膜燃料电池系统与储氢系统连接，氢氧质子交换膜燃料电池系统与电机和/或动力电池连接；动力电池接可进行充电的超级电容器。

制动系统为能通过能量回收系统给超级电容器充电的形式。

氢氧质子交换膜燃料电池系统通过DC/DC变换器与动力电池连接。

动力电池呈易更换形式。

本发明是一种环保车，符合当今社会可持续发展和环保节能这个主题。

它具有以下创新特色：（1）动力源采用多能源系统，即氢氧质子交换膜燃料电池、动力电池和太阳能电池板组成的系统，车辆行驶无污染，工作过程中唯一的产物是水，实现了真正零排放；（2）太阳能电池板利用太阳光照射进行光伏发电，并为动力电池充电；（3）氢氧质子交换膜燃料电池利用氢和氧发生化学反应直接将化学能转化为电能，能量转化效率远远高于传统内燃机，而且工作温度接近常温，可操作性高；（4）场地车一般用于旅游观光地、城市街道巡逻的车辆等，但本车系统的原理也可以扩展成制造小型、中型乘用车以及大巴车等。

动力电池包括铅酸蓄电池，或镍氢蓄电池，或锂离子蓄电池，以及超级电容器等，而且还可以在车顶加装太阳能电池板为蓄电池动力源提供充电电能，储氢方式可以采用压力储氢或者固态储氢方式。该氢电混合动力场地车可以运行的模式分别为：

1.纯燃料电池模式；

2.纯动力电池模式；

3.燃料电池和动力电池共同驱动模式；

4.燃料电池仅为动力电池充电而由动力电池单独驱动模式。

超级电容器的作用：

1. 回收制动时的能量；

2. 在车辆启动时，需要较大的电流，往往对燃料电池和动力电池损害较大，此时以超级电容为主，则可大大提高车辆启动效率，延长燃料电池和动力电池寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种氢电混合动力场地车，其结构示意图如图1，包括车体、车轮、制动系统、由太阳能电池板1（如功率为0.5KW）、氢氧质子交换膜燃料电池系统7（功率为1.5KW）和动力电池（可以是铅酸蓄电池，或锂电池等）5（功率为1.5KW），超级电容4容量为3F。车轮上装轮毂电机8，轮毂电机8与动力电池5连接，动力电池5与太阳能供电装置1连接；有氢氧质子交换膜燃料电池系统7，氢氧质子交换膜燃料电池系统7与储氢系统连接，氢氧质子交换膜燃料电池系统7与轮毂电机8和/或动力电池5连接；动力电池5接有可进行充电的超级电容器4。

制动系统为通过能量回收系统给电容器4充电的形式。

氢氧质子交换膜燃料电池系统7通过DC/DC变换器与动力电池5连接。动力电池5为既可以用家用电源充电的“插电”模式，又可以快速整体更换电源的“换电”模式。

动力电池5为轮毂电机8（功率为1.5KW）提供电力，由轮毂电机8直接驱动车轮。白天通过太阳光照射太阳能电池板1发生光伏效应产生电能，并通过DC/DC变换器传送到动力电池5储存起来；储氢系统6（可以是压力储氢方式的氢气瓶或固态储氢方式的固态储氢瓶）给氢氧质子交换膜燃料电池系统7提供氢气，氧气由自然吸气供给，氢氧质子交换膜燃料电池系统7产生的电能可以直接驱动轮毂电机8，或通过DC/DC变换器给动力电池5充电；动力电池5和超级电容器4也可在晚上停车的时候接到家庭电源上进行充电。车辆通过整车控制系统2中的变频器来控制车速，通过方向盘3控制车辆转向，通过制动系统来实现整车的制动，制动系统可以回收能量并给超级电容器4充电。动力电池兼有换电模式，即可以通过更换动力电池的方法来实现短时间更换一个充满电源的电池，避免充电时间长。由于车辆用于旅游地、高尔夫球场、城市街道巡逻，特别是空调车间、超市和仓库等密闭场合，对室内空气和排放有要求的地方。车辆行驶距离则取决于电池容量和燃料电池用的储氢瓶容量。

Claims

1. 一种氢电混合动力场地车，包括车体、车轮、制动系统、动力系统、控制系统，其特征是：车体上驱动车轮运动的电机，所述电机为轮毂电机或通过传动轴、链条带动车轮的电动机，电机与动力电池连接，动力电池与太阳能供电装置连接；氢氧质子交换膜燃料电池系统与储氢系统连接，氢氧质子交换膜燃料电池系统与电机和/或动力电池连接；动力电池接可进行充电的超级电容器。

2. 根据权利要求1所述的氢电混合动力场地车，其特征是：制动系统为能通过能量回收系统给超级电容器充电的形式。

3. 根据权利要求1或2所述的氢电混合动力场地车，其特征是：氢氧质子交换膜燃料电池系统通过DC/DC变换器与动力电池连接。

4. 根据权利要求1或2所述的氢电混合动力场地车，其特征是：动力电池呈易更换形式。