CN115366704A - 电动牵引车辆的电池配置方法和电动牵引车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电动牵引车辆的电池配置方法及电动牵引车辆,属于电动汽车领域。电动牵引车辆包括驱动电机、氢燃料电池系统和动力电池系统,方法包括:基于目标工况场景下的路谱信息,确定氢燃料电池系统的额定功率;根据氢燃料电池系统的额定功率,确定动力电池系统的额定功率;根据电动牵引车辆的总耗电量以及动力电池系统的额定功率,确定氢燃料电池系统的发电量;根据氢燃料电池系统的发电量以及整车尺寸条件,确定氢燃料电池系统的气瓶配置规格。该方法所设计得到的气瓶配置规格,更容易兼顾电池系统功率性能要求和整车尺寸,也即能够在有限的整车尺寸条件下实现较大的功率输出和较长的续驶能力。
Description
技术领域
本申请属于电动汽车技术领域,具体涉及一种电动牵引车辆的电池配置方法和电动牵引车辆。
背景技术
随着燃料电池技术的发展进步,燃料电池在汽车领域的应用逐渐得到重视,典型地,如氢燃料电池在电动牵引车辆上得到了业内的关注。
目前,现有的氢燃料电动牵引车辆往往直接基于市场需求直接确定燃料电池的功率参数,要么功率过小,无法满足载重性能、长续驶能力等使用要求,要么功率过大,使得储氢系统体积尺寸过大,导致车辆体积过大。
因此,现有的电动牵引车辆设计时难以保证电池系统功率性能和整车尺寸的协调性,无法兼容载重性能、长续驶性能和较小整车尺寸。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种电动牵引车辆的电池配置方法和电动牵引车辆,能够解决现有电动牵引车辆难以保证电池系统功率性能和整车尺寸的协调性问题。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供了一种电动牵引车辆的电池配置方法,所述电动牵引车辆包括驱动电机、氢燃料电池系统和动力电池系统,所述氢燃料电池系统和所述动力电池系统用于向所述驱动电机供能,所述方法包括:
基于目标工况场景下的路谱信息,确定所述氢燃料电池系统的额定功率;
根据所述氢燃料电池系统的额定功率,确定所述动力电池系统的额定功率;
根据所述电动牵引车辆的总耗电量以及所述动力电池系统的额定功率,确定所述氢燃料电池系统的发电量;
根据所述氢燃料电池系统的发电量以及整车尺寸条件,确定所述氢燃料电池系统的气瓶配置规格。
第二方面,本申请实施例提供了一种电动牵引车辆,所述电动牵引车辆包括氢燃料电池系统和动力电池系统,采用本申请实施例第一方面所述的方法确定所述氢燃料电池的气瓶配置规格;
所述氢燃料电池系统包括设置于所述电动牵引车辆的驾驶室后侧的储氢框架,所述储氢框架内位于所述电动牵引车辆的底盘上方的部分设置有两列垂直布置的氢气瓶。
在本申请实施例中,通过利用目标工况场景下的路谱信息,从而可以确定得到更符合真实使用工况时的氢燃料电池系统的额定功率,进而确定动力电池系统的额定功率以及氢燃料电池系统的发电量,可以更加使得氢燃料电池系统的气瓶配置规格更为合理,由于上述方法中以目标工况作为车辆气瓶配置规格的设计基础,所设计得到的气瓶配置规格,更容易兼顾电池系统功率性能要求和整车尺寸,也即能够在有限的整车尺寸条件下实现较大的功率输出和较长的续驶能力。
附图说明
图1是本申请实施例的一种电动牵引车辆的电池配置方法的流程框图;
图2是本申请实施例的另一种电动牵引车辆的电池配置方法的流程框图;
图3是本申请实施例的一种电动牵引车辆的侧视图;
图4是本申请实施例的一种电动牵引车辆的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电动牵引车辆的电池配置方法和电动牵引车辆进行详细地说明。
参照图1,示出了本申请实施例的一种电动牵引车辆的电池配置方法的流程框图,该电动牵引车辆为混合动力驱动的牵引车辆,可以由氢燃料电池系统和动力电池系统共同为驱动电机供电。可以理解的是,氢燃料电池系统通过电堆将氢气的化学能转换为电能供驱动电机使用,而动力电池则可以为铅酸蓄电池、磷酸铁锂蓄电池或者锂电池,可直接供驱动电机使用。实际应用中,可将氢燃料电池系统作为主要供电系统,将动力电池作为备用供电系统,当氢燃料电池系统供能无法满足驱动电机的工作需求时,由动力电池进行补偿。因此,在本申请实施例中,提出了一种电池配置方法,以实现对氢燃料电池系统的气瓶配置规格的优化设计配置,具体方法包括:
步骤101,基于目标工况场景下的路谱信息,确定所述氢燃料电池系统的额定功率。
在混合动力驱动的电动牵引车辆的开发设计过程中,往往可以通过市场调研确定车辆的投放市场、工况以及路况等。因此,目标工况即车辆所适用的工作条件,包括路况等级、环境温度、道路坡度等参数。例如,可以假设本实施例中电动牵引车辆的目标工况为物流运输这样的使用场景,经过调研统计,发现这样的工况下,车辆的常用车速范围为60km/h~80km/h,最大坡度小于20%,路况等级一般为二级及以上公路,续驶里程一般要求至少为500km。因此,可以在这些参数条件下模拟工况驾驶测试车辆,通过路谱采集的方法采集实际模拟目标工况下测试车辆行驶过程中的路谱信息。需要说明的是,路谱信息至少可以包括模拟驾驶过程中的车速分布以及载荷分布情况,从而可以得知测试车辆行驶在对应速度区间的占比情况,以及各个载荷区间的占比情况。具体地,可以根据实际需求,通过统计学中的平均值、中位数等不同计算规则确定行驶速度和载荷,进一步计算测试车辆的模拟行驶过程中的阻力功率。可以理解的是,氢燃料电池系统发电供给驱动电机做的功即克服行驶过程中阻力所做的功,从而可以得到氢燃料电池系统的额定功率。
步骤102,根据所述氢燃料电池系统的额定功率,确定所述动力电池系统的额定功率。
由于本申请实施例中的电动牵引车辆由氢燃料电池系统作为主要供电系统,由动力电池作为备用供电系统。因此,当驱动电机的选型确定之后,即电动牵引车辆所需要的总功率得以确定。利用总功率减去氢燃料电池系统的额定功率,即可得到动力电池系统的额定功率。
步骤103,根据所述电动牵引车辆的总耗电量以及所述动力电池系统的额定功率,确定所述氢燃料电池系统的发电量。
在车辆的开发设计中,可以基于目标工况下车辆的续驶里程以及车辆满载运营的平均电耗,计算得到车辆的总耗电量。在前述步骤中,基于动力电池系统的额定功率,结合驱动电机选型参数中的电压和电流等参数,容易得到动力电池系统可以提供的电量。利用总耗电量减去动力电池系统可以提供的电量,即可得到氢燃料电池系统的发电量。
步骤104,根据所述氢燃料电池系统的发电量以及整车尺寸条件,确定所述氢燃料电池系统的气瓶配置规格。
在一定的气压、温度条件下,每公斤氢气所产生的电量是确定的。因而,当得到氢燃料电池系统的发电量之后,即可计算得到与氢燃料电池系统的发电量对应的氢气的质量,进而,可以根据氢气密度计算得到氢气容积。根据目标续航里程反向推算出所需的氢气容积,并结合车辆长宽高等整车尺寸条件,可以兼顾尺寸参数设计气瓶配置规格,例如,设计每个氢气气瓶的容积、数量以及布置方式等。
因此,在本申请实施例中,通过利用目标工况场景下的路谱信息,从而可以确定得到更符合真实使用工况时的氢燃料电池系统的额定功率,进而确定动力电池系统的额定功率以及氢燃料电池系统的发电量,可以更加使得氢燃料电池系统的气瓶配置规格更为合理,由于上述方法中以目标工况作为车辆气瓶配置规格的设计基础,所设计得到的气瓶配置规格,更容易兼顾电池系统功率性能要求和整车尺寸,也即能够在有限的整车尺寸条件下实现较大的功率输出和较长的续驶能力。
参照图2,示出了本申请实施例的又一种电动牵引车辆的电池配置方法的流程框图,与前一实施例的电动牵引车辆相同,本实施例中的电动牵引车辆仍可将氢燃料电池系统作为主要供电系统,将动力电池作为备用供电系统。具体的电池方法包括:
步骤201,获取目标工况场景下的路谱信息。
驾驶测试车辆在目标工况下按照设定条件形式,可以通过车载的各种速度、载荷传感器采集获取模拟目标工况形式过程中车辆的车速分布以及载荷分布情况,从而可以获取更接近真实使用工况的驾驶运营参数,使车辆电池配置的设计更为准确。
步骤202,将所述路谱信息输入到整车动力性和经济性仿真模型中,确定所述驱动电机的额定功率。
通常,车辆的开发设计往往需要兼顾动力性能与成本的均衡性,动力性能往往取决于车辆的驱动电机选型、燃料电池系统以及动力电池系统的功率,而车辆设计成本往往与车辆的设计尺寸、质量等结构参数相关,容易理解的是,驱动电机选型、燃料电池系统以及动力电池系统的结构参数同样会影响设计成本。因此,该领域的研究人员通过一系列的动力参数和结构参数构建了整车动力性和经济性仿真模型,可以通过软件仿真的方式简化驱动电机的选型过程。工程师可将路谱采集所得到的路谱信息输入到整车动力性和经济性仿真模型中,从而综合车辆动力需求与经济性要求,可以确定较为合适的驱动电机。例如,本申请实施例中,可以基于将要开发设计的车辆的整车尺寸、重量、速比、传动效率、风阻系数等结构参数以及目标工况下的车速分布、载荷分布,得到驱动电机的额定功率为200kw。该200kw的驱动电机满足车辆尺寸设计要求的同时,又能满足设计的续驶里程,即可以同时兼顾动力性和经济性。
步骤203,根据所述驱动电机的额定功率和能量转换效率,确定所述氢燃料电池系统的额定功率。
容易理解的是,驱动电机工作所需的电能由两部分组成,一部分来自于氢燃料电池系统供应,另一部分来自于动力电池系统供应。当氢燃料电池系统完全能够提供驱动电机工作所需的电能时,动力电池系统的电能可以不被消耗。电能转换为机械能的过程中,必然存在能量的损耗,也即需要考虑该过程的能量转换效率。因而,根据驱动电机的额定功率和能量转换效率,容易推导计算得到氢燃料电池系统的额定功率。
具体地,可以包括如下的子步骤一至子步骤二:
子步骤一,确定所述氢燃料电池系统在每种工作模式下对应的输出功率,其中,所述工作模式包括燃点电池组模式、纯电动模式、行车充电模式、联合驱动模式、制动能量回收模式。
对于氢燃料电池系统和动力电池系统组成的混合动力系统,可以为其设定不同的工作模式,以保证氢燃料电池系统运行以较高的效率运行,由氢燃料电池系统提供驱动电机所需的主要电能。工作模式可以包括:
燃点电池组模式:在燃点电池组模式下,驱动电机工作所需的电能由燃料电池系统单独提供,控制系统可以通过计算电网中驱动电机的电压与电流计算功率,通过PID(Proportion Integration Differentiation,比例-微分-积分)算法控制DC-DC直流转换模块转换输出相应的功率。
纯电动模式:在纯电动模式下,由动力电池系统单独提供电能给驱动电机。当驱动电机需要的功率较低即电能较低,而且动力电池的SOC(State of Charge,荷电状态)较高时,此时可控制燃料电池系统处于关闭状态,或者燃料电池系统正处于唤醒状态,可以减少对燃料电池系统的消耗。
行车充电模式:当动力电池系统的SOC较低时,燃料电池系统除了将电能供应给驱动电机使用,部分电能还给动力电池系统进行充电,避免造成动力电池系统亏电损坏。
联合驱动模式:当车辆处于爬坡或紧急加速下,驱动电机的需求功率较大时,此时可由燃料电池系统与动力电池系统同时向驱动电机供电,以满足驱动电机的较大功率需求。
制动能量回收模式:当车辆减速制动时,动力电池系统用于保存制动回收的电能,DC-DC直流转换模块处于关闭状态不进行能量转换;燃料电池系统与动力电池系统组成的电能供应系统采用了负载补偿性和负载跟随型两种方式,即燃料电池系统的输出功率可以跟随动力电池系统的SOC的变化而变化。
具体而言,在子步骤一中,可按照如下的步骤a至步骤c,确定氢燃料电池系统在每种工作模式下对应的输出功率。
步骤a,在每种工作模式下,基于所述电动车辆的当前位置和导航信息,预测前往目的地的路径上未行驶路段的功率需求。
对于上述的燃点电池组模式、纯电动模式、行车充电模式、联合驱动模式、制动能量回收模式,当车辆的燃料电池系统以任一种模式工作时,可以基于车辆的当前位置和导航信息,对前往目的地的路线作出规划,导航所规划的路线上可以包括海拔高度数据,从而可以预测车辆前往目的地的路径上未行驶路段的坡度信息,当面临上坡路段时,即可于预测出驱动电机存在较大的功率需求,当面临下坡路段时,即可于预测出驱动电机存在较小的功率需求。当然,实际中还可以通过导航信息中的拥堵程度、路况等级等信息综合预测驱动电机的功率需求。
步骤b,根据所述功率需求动态调整所述氢燃料电池系统的实时输出功率。
当预测得到的功率需求较大时,控制系统可以动态调整增大氢燃料电池系统的实时输出功率,以满足驱动电机的动力需求。当预测得到的功率需求较小时,控制系统可以动态调整减小氢燃料电池系统的实时输出功率,以节省氢燃料电池系统的燃料。具体地,氢燃料电池系统的实时输出功率可参照如下公式计算确定:
其中,Pf是燃料电池系统的实时输出功率,ηdc是DC-DC直流转换模块的效率,Pm是预测得到的驱动电机的功率需求,η逆是驱动电机及逆变器效率,P附是整车附件的功率。
因此,通过上述公式,可以得出与Pm相对应的Pf,当然,在前往目的地的路径上未行驶路段中,若ηdc、η逆以及P附发生变化,则基于变化后的参数计算Pf即可。
步骤c,将所述实时输出功率的平均值确定为所述输出功率。
由于上述的实时输出功率为一瞬时参数,因而,为准确确定车辆整个模拟运营阶段的动力参数,可将车辆在一段模拟目标工况行驶过程中的实时输出功率的平均值确定为输出功率。
子步骤二,将所述输出功率中最大的一个作为所述氢燃料电池系统的额定功率。
具体而言,对于前述的每种工作模式,可以得出与之对应的一个输出功率,为了保证在各种工作模式下驱动电机都能正常有效地工作,因此,选择将多个输出功率中最大的一个作为氢燃料电池系统的额定功率。
步骤204,根据所述电动牵引车辆的总耗电量以及所述动力电池系统的额定功率,确定所述氢燃料电池系统的发电量。
对于所开发设计的电动牵引车辆,可以基于目标工况预先设定车辆的续驶里程和车辆满载运营时的每公里平均耗电量,基于这两项参数的乘积即可得到车辆在一次完整的运营过程中的总耗电量。通过前述得到的动力电池系统的额定功率结合驱动电机的电压和电流等参数,可以得到动力电池系统能够提供的电量。电动牵引车辆的总耗电量减去动力电池系统能够提供的电量即可得到氢燃料电池系统的发电量。示例性地,若通过前述步骤得到动力电池的额定功率为75kw,可以结合驱动电机的电压平台为600V,放电电流为125A,同时考虑能量回收的大电流(电芯选型228Ah,其工作电流228A大于125A),可以计算得到动力电池系统能够提供的电量为137kWh。当车辆的续驶里程为500km,每公里平均耗电量为1.65kWh/km时,车辆的总耗电量为825kWh。便可以计算得到氢燃料电池系统的发电量为825kWh-137kWh×0.8=715kWh,其中,0.8为与目标工况相关的系数,该系数可以选择不同的参数。
步骤205,根据所述氢燃料电池系统的发电量,确定所需氢气的容积。
当得到上述氢燃料电池系统的发电量之后,则可根据每公斤氢气所能生产电量数计算所需氢气的质量,再根据不同压力下氢气密度来计算相对应的压力下所需氢气的容积,此容积即为车用压缩氢气瓶容积的最小要求。具体可参照如下的公式计算确定:
Vh=EF/ηηhρηsafe
其中各符号定义:Vh:车用压缩氢气瓶容积;EF:需要氢燃料电池系统提供的电量;η:DCF的效率,为95%;ηh:氢气转换成电量的转换率,为15kWh/kg;ρ:氢气密度(以70Mpa气压时,氢气密度为39.7kg/m3为例);ηsafe为安全系数(0.8~0.85)。
步骤206,根据所需氢气的容积以及整车尺寸条件,确定储氢气瓶的配置规格。
示例性地,根据前述给出的车用压缩氢气瓶容积Vh的计算公式,对于本申请实施例中的一种车型,计算可以得到,氢燃料电池系统的氢气总容积至少为1487L。当所需氢气的容积计算出来之后,即可根据该容积设计选择每个氢气瓶的容器、氢气瓶的数量,当氢气瓶的数量为多个时,综合整车结构尺寸设计多个氢气瓶的布置方式,从而满足整车体积尺寸要求。
参照图3至图4,本申请实施例还提供了一种电动牵引车辆,该电动牵引车辆包括氢燃料电池系统和动力电池系统,采用前述任一实施例的电池配置方法确定所述氢燃料电池系统的气瓶配置规格;
所述氢燃料电池系统包括设置于所述电动牵引车辆的驾驶室后侧的储氢框架10,所述储氢框架10内位于所述电动牵引车辆的底盘上方的部分设置有两列垂直布置的氢气瓶101。
具体而言,如图3至图4所示,本申请实施例中当采用前述的电池配置方法确定了氢燃料电池系统的气瓶配置规格之后,可以得到氢气总容积。
本申请实施例以物流运输场景为目标工况,将整车的长、宽、高分别规划为7630mm、2490mm、3525mm,整备质量规划为10900kg,最大设计满载质量规划为49000kg,以驱动电机额定功率设定为200kw,续驶里程设定为500km作为设计目标,基于前述的方法中车用压缩氢气瓶容积Vh的计算公式可以计算得到氢气总容积至少应为1487L。通过该参数结合整车尺寸以及运载能力,在电动牵引车辆的驾驶室后侧布置储氢框架10,在储氢框架10内布置两列氢气瓶101。从而,这种气瓶配置规格的电动牵引车辆在物流运输场景下一方面既可以满足续驶性能要求,另一方面,还可以保证整车体积尺寸不超过限定尺寸。该电动牵引车辆更容易兼顾电池系统功率性能要求和整车尺寸,也即能够在有限的整车尺寸条件下实现较大的功率输出和较长的续驶能力。
可选地,参照图3,每列设置五个氢气瓶101,每个所述氢气瓶101的容积为165L。
具体而言,如图3所示,可在储氢框架10内的每列布置五个氢气瓶101,考虑到车辆实际行驶环境的变化会影响氢气的储存,影响氢气的能量转换效率,当市面上可以提供145L、150L、155L、160L、165L等不同规格的氢气瓶时,为了确保氢气足够满足续航使用,且避免氢气瓶过多占用空间,可以将每个氢气瓶101的容积设计为165L,从而,满足最小容积的同时,还可以避免氢气瓶布置过多过高,避免使得车辆超高。
可选地,参照图4,所述电动牵引车辆还包括氢燃料发动机11、电堆冷却装置12和电机水冷装置13;
所述氢燃料发动机11设置于所述电动牵引车辆的驾驶室下方;
所述电堆冷却装置12设置于所述电动牵引车辆的迎风面;
所述电机水冷装置13在所述电动牵引车辆的底盘内水平布置,且靠近所述电堆冷却装置12设置。
具体而言,如图4所示,为便于检修氢燃料发动机11,可将氢燃料发动机11安装设置于电动牵引车辆的驾驶室下方。当需要检修维护氢燃料发动机11时,将驾驶室翻转使氢燃料发动机11露出即可便于检修操作。
如图4所示,本申请实施例的电动牵引车辆中,可将散热热量较大的电堆冷却装置12布置在迎风面,该迎风面可以为与传统燃油车辆进气格栅内侧对应的位置,也即驾驶舱前风挡玻璃下方的部位。电堆冷却装置12布置在迎风面,在车辆高速行驶时,提高散热效果,可以降低布置在侧面时需要电子风扇运行所多损耗的电能。
如图4所示,本申请实施例的电动牵引车辆中,可将电机水冷装置13在电动牵引车辆的底盘内水平布置,以充分利用底盘空间,同时靠近电堆冷却装置12设置,可以缩短管路尺寸,使水路阻力减小,散热系统性能提升,车辆成本降低。
可选地,参照图3,所述储氢框架10内位于所述电动牵引车辆的底盘下方的部分设置有电机控制器、电源分配模块、电池管理模块以及控制线束。
具体而言,如图3所示,本申请实施例的电动牵引车辆中,可将电机控制器、电源分配模块、电池管理模块以及控制线束,布置在储氢框架10底层,可以实现聚集整合,缩短相关连接线路的长度,方便检修与维护。同时底层放置电子器件,与上层的氢气瓶101实现隔离,氢气泄漏后向上逃逸,可以满足氢安全设计的相关要求。
可选地,所述氢燃料电池系统的燃料电池设置于所述电动牵引车辆的底盘上靠近驾驶室的前部,所述驱动电机设置于燃料电池与所述底盘的横梁之间,所述驱动电机的输出轴与变速器连接。
具体而言,本申请实施例的电动牵引车辆,此车型采用驱动电机配合AMT变速器驱动方案,可将驱动电机和AMT变速器布置在底盘中部,即布置在氢燃料电池后侧与一横梁之间,通过合理的布局位置,预留出前端燃料电池的空间,可以将燃料电池设置于电动牵引车辆的底盘上靠近驾驶室的前部。同时变速器后侧的传动轴长度缩短,带来重量降低和效率的提升。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是计算机,服务器,整车控制器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种电动牵引车辆的电池配置方法,所述电动牵引车辆包括驱动电机、氢燃料电池系统和动力电池系统,所述氢燃料电池系统和所述动力电池系统用于向所述驱动电机供能,其特征在于,所述方法包括:
基于目标工况场景下的路谱信息,确定所述氢燃料电池系统的额定功率;
根据所述氢燃料电池系统的额定功率,确定所述动力电池系统的额定功率;
根据所述电动牵引车辆的总耗电量以及所述动力电池系统的额定功率,确定所述氢燃料电池系统的发电量;
根据所述氢燃料电池系统的发电量以及整车尺寸条件,确定所述氢燃料电池系统的气瓶配置规格。
2.根据权利要求1所述的电池配置方法,其特征在于,所述基于目标工况场景下的路谱信息,确定所述氢燃料电池系统的额定功率,包括:
获取目标工况场景下的路谱信息;
将所述路谱信息输入到整车动力性和经济性仿真模型中,确定所述驱动电机的额定功率;
根据所述驱动电机的额定功率和能量转换效率,确定所述氢燃料电池系统的额定功率。
3.根据权利要求2所述的电池配置方法,其特征在于,所述确定所述氢燃料电池系统的额定功率,包括:
确定所述氢燃料电池系统在每种工作模式下对应的输出功率,其中,所述工作模式包括燃点电池组模式、纯电动模式、行车充电模式、联合驱动模式、制动能量回收模式;
将所述输出功率中最大的一个作为所述氢燃料电池系统的额定功率。
4.根据权利要求3所述的电池配置方法,其特征在于,所述确定所述氢燃料电池系统在每种工作模式下对应的输出功率,包括:
在每种工作模式下,基于所述电动车辆的当前位置和导航信息,预测前往目的地的路径上未行驶路段的功率需求;
根据所述功率需求动态调整所述氢燃料电池系统的实时输出功率;
将所述实时输出功率的平均值确定为所述输出功率。
5.根据权利要求1所述的电池配置方法,其特征在于,所述根据所述氢燃料电池系统的额定功率,确定所述动力电池系统的额定功率,包括:
基于所述驱动电机的选型,确定所述电动牵引车辆所需要的总功率;
通过所述总功率减去氢燃料电池系统的额定功率,得到所述动力电池系统的额定功率。
6.根据权利要求1所述的电池配置方法,其特征在于,所述根据所述氢燃料电池系统的发电量以及整车尺寸条件,确定所述氢燃料电池系统的气瓶配置规格,包括:
根据所述氢燃料电池系统的发电量,确定所需氢气的容积;
根据所需氢气的容积以及所述整车尺寸条件,确定储氢气瓶的配置规格。
7.一种电动牵引车辆,所述电动牵引车辆包括氢燃料电池系统和动力电池系统,其特征在于,采用权利要求1至6任一项所述的方法确定所述氢燃料电池的气瓶配置规格;
所述氢燃料电池系统包括设置于所述电动牵引车辆的驾驶室后侧的储氢框架(10),所述储氢框架(10)内位于所述电动牵引车辆的底盘上方的部分设置有两列垂直布置的氢气瓶(101)。
8.根据权利要求7所述的电动牵引车辆,其特征在于,
所述储氢框架(10)内位于所述电动牵引车辆的底盘下方的部分设置有电机控制器、电源分配模块、电池管理模块以及控制线束。
9.根据权利要求7所述的电动牵引车辆,其特征在于,所述电动牵引车辆还包括氢燃料发动机(11)、电堆冷却装置(12)和电机水冷装置(13);
所述氢燃料发动机(11)设置于所述电动牵引车辆的驾驶室下方;
所述电堆冷却装置(12)设置于所述电动牵引车辆的迎风面;
所述电机水冷装置(13)在所述电动牵引车辆的底盘内水平布置,且靠近所述电堆冷却装置(12)设置。
10.根据权利要求7所述的电动牵引车辆,其特征在于,所述氢燃料电池系统的燃料电池设置于所述电动牵引车辆的底盘上靠近驾驶室的前部,所述驱动电机设置于燃料电池与所述底盘的横梁之间,所述驱动电机的输出轴与变速器连接。
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CN202110543261.8A CN115366704A (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 电动牵引车辆的电池配置方法和电动牵引车辆 |
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CN117184260A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-08 | 徐州徐工汽车制造有限公司 | 港口牵引车 |
WO2024143327A1 (ja) * | 2022-12-28 | 2024-07-04 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
WO2024143329A1 (ja) * | 2022-12-28 | 2024-07-04 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
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- 2021-05-18 CN CN202110543261.8A patent/CN115366704A/zh active Pending
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WO2024143327A1 (ja) * | 2022-12-28 | 2024-07-04 | 株式会社クボタ | 作業車両 |
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