CN110154774B - 一种燃料电池车辆静压能量再生系统 - Google Patents

一种燃料电池车辆静压能量再生系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110154774B
CN110154774B CN201910444404.2A CN201910444404A CN110154774B CN 110154774 B CN110154774 B CN 110154774B CN 201910444404 A CN201910444404 A CN 201910444404A CN 110154774 B CN110154774 B CN 110154774B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
fuel cell
rear wheel
valve
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910444404.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110154774A (zh
Inventor
贺湘宇
肖广鑫
胡薜礼
谭丽莎
黄毅
贺尚红
何志勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha University of Science and Technology
Original Assignee
Changsha University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha University of Science and Technology filed Critical Changsha University of Science and Technology
Priority to CN201910444404.2A priority Critical patent/CN110154774B/zh
Publication of CN110154774A publication Critical patent/CN110154774A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110154774B publication Critical patent/CN110154774B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/0231—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/041—Removal or measurement of solid or liquid contamination, e.g. filtering

Abstract

本发明提供一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其中包括车辆控制器、电机控制器、燃料电池控制器、静压控制器、电池、燃料电池、前轮传动单元、后轮传动单元、双向变量液压泵‑马达和液压蓄能器等。本发明采用液压蓄能器作为储能单元，利用双向变量液压泵‑马达和液压蓄能器共同作用，对车辆减速制动时产生的制动能或由同步电机产生的多余能量进行回收；而当车辆启动或加速时再将存储在液压蓄能器的能量释放辅助汽车驱动，从而达到车辆能量回收再利用。

Description

一种燃料电池车辆静压能量再生系统
技术领域
本发明涉及燃料电池车辆节能领域，特别是一种燃料电池车辆静压能量再生系统。
背景技术
随着世界经济的不断发展，人们的生活越来越富裕，车辆的使用也变得越来越普及，由于车辆的增多，导致资源短缺和废气排放严重，因此如何减少车辆的能源消耗和废气排放是人们关注的研究重点。
为了减少车辆的能源消耗和废气排放，车辆的动力系统结构发生了很多变化，很早之前由于内燃机的能源利用率太低和排放差的特点，所以提出了油电混合动力系统，利用内燃机和电动机联合驱动来提高节能减排。目前，锂电池车辆、燃料电池车辆等纯电动车辆开始进入市场，虽然纯电动车辆的动力系统结构比内燃机车辆具有较大的节能优势，但依然存在能量使用效率的提升空间。
鉴于此，通过对上述问题的研究，为了对车辆减速制动时产生的制动动能进行回收和再利用，本发明提出一种燃料电池车辆静压能量再生系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：包括后轮电机驱动回路、后轮传动单元、前轮传动单元、静压能量回收回路；所述的后轮电机驱动回路包括电池、燃料电池、燃料电池控制器、电子功率转换器、永磁同步电机、减速器和动力分配装置；所述的后轮传动单元包括右后轮、左后轮、后轮差速、右后轮传动轴和左后轮传动轴；所述前轮传动单元包括右前轮、左前轮、前轮差速、右前轮传动轴和左前轮传动轴；所述静压能量回收回路包括液压蓄能器、第一单向阀、第一两位两通电磁阀、液压泵-马达、第二两位两通电磁阀、第二单向阀、第一平衡阀、第二平衡阀、滤油器和油箱；车辆控制器分别与电机控制器、燃料电池控制器和电子功率转换器相连，其中电机控制器又与永磁同步电机相连；静压控制器分别与第一两位两通电磁阀和第二两位两通电磁阀相连；右后轮和左后轮分别通过右后轮传动轴和左后轮传动轴与后轮差速相连，后轮差速与动力分配装置相连，动力分配装置不仅与减速器连接，且与液压泵-马达连接，其中减速器与永磁同步电机、电子功率转换器、燃料电池控制器依次连接，电池和燃料电池并联在燃料电池控制器上，液压泵-马达B口分别与第一两位两通电磁阀A口和第二平衡阀相连，第一两位两通电磁阀B口又与第一单向阀、液压蓄能器、第二单向阀、第二两位两通电磁阀A口相连，第二两位两通电磁阀B口分别与第一平衡阀和液压泵-马达A口相连，其中油箱和滤油器串联后分别与第一平衡阀和第二平衡阀相连；右前轮和左前轮通过右前轮传动轴和左前轮传动轴与前轮差速相连。
永磁同步电机内置电机转速传感器，可检测并输出永磁同步电机的转速信号，两个平衡阀中的溢流阀的调定压力均为38MPa，两个两位两通电磁阀都是高速反应电磁阀。
液压泵-马达为双向变量液压泵-马达，静压控制器是工程机械专用控制器，防护等级为IP65。
本发明其他方面、目的和优点结合附图对其进行描述将变得更加明显。
附图说明
结合说明书里的并形成说明书一部分的附图显示了本发明的若干方面，并且附图与下面的描述一起来阐述本发明的工作原理。
在附图中：
图1是本发明较佳实施例的整体结构框图。
在上述附图中：1、车辆控制器，2、电机控制器，3、静压控制器，10、后轮电机驱动回路，11、电池，12、燃料电池，13、燃料电池控制器，14、电子功率转换器，15、永磁同步电机，16、减速器，17、动力分配装置，20、后轮传动单元，21、右后轮，22、后轮差速，23、后左轮，24、右后轮传动轴，25、左后轮传动轴，30、前轮传动单元，31、右前轮，32、前轮差速，33、左前轮，34、右前轮传动轴，35、左前轮传动轴，40、静液能量回收回路，41、液压蓄能器，42、第一单向阀，43、第一两位两通电磁阀，44、液压泵-马达，45、第二两位两通电磁阀，46、第二单向阀，47、第一平衡阀，48、第二平衡阀，49、滤油器，50、油箱。
具体实施方式
参照图1所示，一种燃料电池车辆静压能量再生系统，包括车辆控制器1、电机控制器2、静压控制器3、后轮电机驱动回路10、后轮传动单元20、前轮传动单元30、静压能量回收回路40。
所述的后轮电机驱动回路10包括电池11、燃料电池12、燃料电池控制器13、电子功率转换器14、永磁同步电机15、减速器16和动力分配装置17。
所述的后轮传动单元20包括右后轮21、左后轮23、后轮差速22、右后轮传动轴24和左后轮传动轴25。
所述前轮传动单元30包括右前轮31、左前轮33、前轮差速32、右前轮传动轴34和左前轮传动轴35。
所述静压能量回收回路40包括液压蓄能器41、第一单向阀42、第一两位两通电磁阀43、液压泵-马达44、第二两位两通电磁阀45、第二单向阀46、第一平衡阀47、第二平衡阀48、滤油器49和油箱50。
本发明的具体工作原理如下：
当车辆减速制动时，后轮产生的制动转矩通过动能分配器17带动双向变量液压泵-马达44旋转，使其从油箱50中吸液压油，此时静压控制器3控制第二两位两通电磁阀45为关闭状态，第一两位两通电磁阀43为打开状态，因此油液经过滤油器49经过第一平衡阀47或第二平衡阀48到双向变量液压泵-马达44，再从双向变量液压泵-马达44通过第一两为两通电磁阀43和第一单向阀42，最后将液压油存储在液压蓄能器41中，实现车辆制动能回收。
当车辆启动时，静压控制器3控制第二两位两通电磁阀45为打开状态，第一两位两通电磁阀43为关闭状态，使储存在液压蓄能器41的高压油释放，油液通过第二两位两通电磁阀45到双向变量液压泵-马达44，从而使得双向变量液压泵-马达44旋转，辅助永磁同步电机15共同启动车辆，达到降低电能消耗和能源再利用的目的。
当车辆加速时，通过车辆控制器1和电机控制器2实时监测车辆运行状态，使静压控制器3控制第二两位两通电磁阀45为打开状态，第一两位两通电磁阀43为关闭状态，使储存在液压蓄能器41的高压油释放，带动双向变量液压泵-马达44旋转，与永磁同步电机15共同驱动，实现车辆加速，同时在加速过程中，若当永磁同步电机15在达到车辆加速状态，有多余能量溢出时，可通过动力分配装置17带动双向变量液压泵-马达44旋转，使其从油箱50中吸液压油，此时静压控制器3控制第二两位两通电磁阀45为关闭状态，第一两位两通电磁阀43为打开状态，将过剩的能量转为液压能存储在液压蓄能器41中，实现能量充分回收和再利用。

Claims (6)

1.一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：包括后轮电机驱动回路（10）、后轮传动单元（20）、前轮传动单元（30）、静压能量回收回路（40）；
所述的后轮电机驱动回路（10）包括电池（11）、燃料电池（12）、燃料电池控制器（13）、电子功率转换器（14）、永磁同步电机（15）、减速器（16）和动力分配装置（17）；
所述的后轮传动单元（20）包括右后轮（21）、左后轮（23）、后轮差速（22）、右后轮传动轴（24）和左后轮传动轴（25）；
所述前轮传动单元（30）包括右前轮（31）、左前轮（33）、前轮差速（32）、右前轮传动轴（34）和左前轮传动轴（35）；
所述静压能量回收回路（40）包括液压蓄能器（41）、第一单向阀（42）、第一两位两通电磁阀（43）、液压泵-马达（44）、第二两位两通电磁阀（45）、第二单向阀（46）、第一平衡阀（47）、第二平衡阀（48）、滤油器（49）和油箱（50）；
车辆控制器（1）分别与电机控制器（2）、燃料电池控制器（13）和电子功率转换器（14）相连，其中电机控制器（2）又与永磁同步电机（15）相连；
静压控制器（3）分别与第一两位两通电磁阀（43）和第二两位两通电磁阀（45）相连；
右后轮（21）和左后轮（23）分别通过右后轮传动轴（24）和左后轮传动轴（25）与后轮差速（22）相连，后轮差速（22）与动力分配装置（17）相连，动力分配装置（17）不仅与减速器（16）连接，且与液压泵-马达（44）连接，其中减速器（16）与永磁同步电机（15）、电子功率转换器（14）、燃料电池控制器（13）依次连接，电池（11）和燃料电池（12）并联在燃料电池控制器（13）上，液压泵-马达（44）B口分别与第一两位两通电磁阀（43）A口和第二平衡阀（48）相连，第一两位两通电磁阀（43）B口又与第一单向阀（42）、液压蓄能器（41）、第二单向阀（46）、第二两位两通电磁阀（45）A口相连，第二两位两通电磁阀（45）B口分别与第一平衡阀（47）和液压泵-马达（44）A口相连，其中油箱（50）和滤油器（49）串联后分别与第一平衡阀（47）和第二平衡阀（48）相连；
右前轮（31）和左前轮（33）通过右前轮传动轴（34）和左前轮传动轴（35）与前轮差速（32）相连。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：永磁同步电机（15）内置电机转速传感器，可检测并输出永磁同步电机（15）的转速信号。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：第一平衡阀（47）和第二平衡阀（48）中的溢流阀的调定压力均为38MPa。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：第一两位两通电磁阀（43）和第二两位两通电磁阀（45）都是高速反应电磁阀。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：液压泵-马达（44）为双向变量液压泵-马达。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：静压控制器（3）是工程机械专用控制器，防护等级为IP65。
CN201910444404.2A 2019-05-27 2019-05-27 一种燃料电池车辆静压能量再生系统 Active CN110154774B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910444404.2A CN110154774B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 一种燃料电池车辆静压能量再生系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910444404.2A CN110154774B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 一种燃料电池车辆静压能量再生系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110154774A CN110154774A (zh) 2019-08-23
CN110154774B true CN110154774B (zh) 2021-06-29

Family

ID=67632876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910444404.2A Active CN110154774B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 一种燃料电池车辆静压能量再生系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110154774B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4299508A1 (de) * 2022-06-28 2024-01-03 E.M.I GmbH System zur energieversorgung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113650491A (zh) * 2021-09-07 2021-11-16 浙江大学 一种并联式电液混合动力系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192826A (ja) * 2002-12-06 2004-07-08 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及び燃料電池システム搭載車両
CN107253438A (zh) * 2017-04-17 2017-10-17 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种混合动力汽车的四轮驱动系统和混合动力汽车
CN206812975U (zh) * 2017-04-25 2017-12-29 浙江工业大学 一种车辆液压、轮毂电机复合制动能量回收系统
CN109572440B (zh) * 2018-12-28 2022-02-11 重庆大学 一种应用于suv的电动液压混合动力系统及其控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4299508A1 (de) * 2022-06-28 2024-01-03 E.M.I GmbH System zur energieversorgung
WO2024003127A1 (de) * 2022-06-28 2024-01-04 E.M.I. Gmbh System zur energieversorgung

Also Published As

Publication number Publication date
CN110154774A (zh) 2019-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105752082B (zh) 一种汽车怠速和制动能量回收系统
CN103072461B (zh) 双电机多模式混合动力驱动系统及其控制方法
CN103552454B (zh) 混联式液驱混合动力车辆动力总成系统
CN109094350B (zh) 一种电液混合动力传动系统
CN110154774B (zh) 一种燃料电池车辆静压能量再生系统
CN108437776A (zh) 一种工程机械轮边混合驱动装置
CN106891711B (zh) 装载机串并联液压混合动力控制系统及控制方法
CN103010187A (zh) 一种串联液压电动汽车再生制动能量回收系统
CN102628396A (zh) 再生辅助涡轮增压系统
CN109895624B (zh) 一种四轮液压驱动车辆能量回收系统
CN201816448U (zh) 串联式液电混合动力车辆驱动装置
CN201015988Y (zh) 带离合器的汽车能量再生装置
CN112483623A (zh) 一种机械液压复合的多模式驱动系统
CN201296241Y (zh) 纯电动汽车用液压储能制动能量再生装置
CN103419630A (zh) 车辆惯量蓄能自驱动液压控制系统
CN109895625B (zh) 一种分布式液压驱动车辆能量回收系统
CN103738180B (zh) 利用车辆滑行动力自动蓄能节能系统
CN201816452U (zh) 混合动力叉车的液压行走装置
CN201095777Y (zh) 一种用于均衡内燃机输出扭矩的液压装置
CN103009987B (zh) 一种并联液压电动车再生制动能量回收系统
CN202965985U (zh) 串联液压电动汽车再生制动能量回收系统
CN201015989Y (zh) 汽车能量再生装置
CN203769926U (zh) 发动机及其辅助增压装置、以及工程机械
CN108819798B (zh) 一种风电液驱动系统
CN215211259U (zh) 基于飞轮动力的挖掘机回转系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Xiao Guangxin

Inventor after: He Xiangyu

Inventor after: Hu Baili

Inventor after: Tan Lisha

Inventor after: Huang Yi

Inventor after: He Shanghong

Inventor after: He Zhiyong

Inventor before: He Xiangyu

Inventor before: Xiao Guangxin

Inventor before: Hu Baili

Inventor before: Tan Lisha

Inventor before: Huang Yi

Inventor before: He Shanghong

Inventor before: He Zhiyong

CB03 Change of inventor or designer information