CN204726251U - 燃料电池机车及其动力系统 - Google Patents

燃料电池机车及其动力系统 Download PDF

Info

Publication number
CN204726251U
CN204726251U CN201520294972.6U CN201520294972U CN204726251U CN 204726251 U CN204726251 U CN 204726251U CN 201520294972 U CN201520294972 U CN 201520294972U CN 204726251 U CN204726251 U CN 204726251U
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
cell
furl
power system
conv
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520294972.6U
Other languages
English (en)
Inventor
李玉鹏
秦学
李进
李飞强
王宗田
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.)
Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Original Assignee
Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
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 Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd filed Critical Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Priority to CN201520294972.6U priority Critical patent/CN204726251U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204726251U publication Critical patent/CN204726251U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本实用新型涉及燃料电池机车及其动力系统，它包括燃料电池发电系统，所述燃料电池发电系统通过主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机；直流母线上直接连接有超级电容系统和动力电池系统，所述动力电池系统还连接所述主DC/DC转换器的输入端。本实用新型简化了现有技术中动力系统的电路结构，降低了成本，有利于燃料电池机车及其动力系统的推广应用。

Description

燃料电池机车及其动力系统
技术领域
本实用新型涉及燃料电池机车及其动力系统。
背景技术
目前，汽车工业领域，燃油车仍然占绝对多数。由于燃油汽车的大量应用，引发了严重的环境污染，导致全球气候变暖，造成了人类生存的危机；同时，燃油汽车的大量应用，导致了地球石油资源的迅速减少,以致最终枯竭。因此，新能源汽车的发展势在必行。燃料电池汽车是新能源汽车的终极目标，该类车以氢能为燃料，通过燃料电池装置将氢气/氧气反应的化学能直接转换为电能。燃料电池汽车具有能量转化率高、燃料经济性好、低噪声、零污染物排放、氢来源广泛等突出优点。燃料电池技术目前已经在客车上得到应用，是理想的新一代城市交通工具，代表了新能源汽车的未来方向，也因此成为当前电动汽车领域的研究热点。
燃料电池作为动力源是燃料电池汽车上的核心零部件。它的可靠性、寿命和成本等问题直接影响着整车的安全性和整个生命周期的成本。目前的关键技术在于，如何的确保整车的可靠性、延长动力系统的寿命和降低动力系统的成本。现有的技术中提到了采用燃料电池作为主动力源、动力电池、超级电容作为辅助动力源的电-电混合动力系统。
公告号为CN204161142U的专利文件公开了一种燃料电池客车动力系统，燃料电池电堆通过单向主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机。直流母线上连接有超级电容，起到调峰、回收能量等作用；动力电池作为辅助动力源通过双向DC/DC转换器并联在直流母线上。所述双向DC/DC转换器用于使动力电池输出稳定。由于采用了两个DC/DC转换器，使得该动力系统电路结构较为复杂，成本较高，不利于推广应用。
发明内容
本实用新型的目的是提供燃料电池机车及其动力系统，用以解决的现有技术中动力系统电路结构较为复杂的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案包括：
一种燃料电池机车动力系统，它包括燃料电池发电系统，所述燃料电池发电系统通过主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机；直流母线上直接连接有超级电容系统和动力电池系统，所述动力电池系统还连接所述主DC/DC转换器的输入端。
所述直流母线上超级电容系统和动力电池系统的接点之间连接有防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管。
一种燃料电池机车，包括燃料电池机车动力系统，所述燃料电池机车动力系统包括燃料电池发电系统，燃料电池发电系统通过主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机；直流母线上直接连接有超级电容系统和动力电池系统，所述动力电池系统还连接所述主DC/DC转换器的输入端。
所述直流母线上超级电容系统和动力电池系统的接点之间连接有防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管。
本实用新型采用一种新型的燃料电池车动力系统，当燃料电池发电系统工作时，其通过主DC/DC转换器驱动整车运行，直接给超级电容系统和动力电池系统进行充电。当燃料电池发电系统不工作时，动力电池系统通过主DC/DC转换器保证直流母线的电压稳定。由于本实用新型只使用了一个DC/DC转换器，简化了动力系统电路结构，降低了成本，有利于燃料电池机车动力系统的推广应用。同时，能够对车载能源进行快速充电。同时满足了电机瞬时高功率的需求，提升了燃料电池车行驶里程。
由于在直流母线上超级电容系统和动力电池系统的接点之间连接有二极管，能够防止制动能量向动力电池系统回馈，提高了动力电池系统的使用寿命。
本实用新型可以通过动力电池系统输出电压与主DC/DC转换器输入端所设定的电压自动判断主DC/DC转换器的复用，提高了燃料电池机车动力系统效率和主DC/DC转换器的利用率。
本实用新型可以通过控制器调节主DC/DC转换器输出端电压，确保超级电容系统有合理的容量空间存储回馈的制动能量。
附图说明
图1是燃料电池机车动力系统实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
燃料电池机车动力系统实施例
如图1所示的燃料电池机车动力系统，包括燃料电池发电系统，燃料电池发电系统通过主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机。主DC/DC转换器保证了燃料电池发电系统的输出功率稳定，始终处于高效工作区间。
直流母线上直接连接有超级电容系统和动力电池系统，动力电池系统还连接所述主DC/DC转换器的输入端。
在直流母线的超级电容系统和动力电池系统的接点之间连接有二极管，用于防止制动能量向动力电池系统回馈。
与燃料电池机车动力系统配套设置有控制器，控制器用于对整个动力系统的协调控制：如对主DC/DC转换器进行控制、采集动力系统中的各种电气参数、控制母线电压、控制动力电池电压、控制燃料电池发电系统开闭状态等。控制器可以单独设置，也可以由整车控制器充当。
燃料电池机车动力系统分为两种工作模式：
1、纯电动模式：
燃料电池发电系统不工作时，利用动力电池系统和超级电容系统同时给整车供电。当动力电池系统输出电压高于或等于主DC/DC转换器输入端所设定的电压时，开关B闭合、A断开。动力电池系统直接与超级电容系统一起给电机提供稳定电压。
当动力电池系统输出电压低于主DC/DC转换器输入端所设定的电压时，开关A闭合、B断开。动力电池系统可通过主DC/DC转换器输入端将电压升至输出端电压值，与超级电容系统同时给电机提供稳定的电压。
2、混合动力模式：
即燃料电池发电系统工作模式。此时，开关B闭合、A断开。燃料电池发电系统作为主动力源通过主DC/DC转换器和电机控制器驱动整车运行，提供整车所需的平均功率；同时，它还通过主DC/DC转换器直接给超级电容和动力电池系统进行充电。此时，超级电容系统作为辅助动力源，主要起到调峰，增容，回收能量等作用，通过控制主DC/DC转换器输出端电压，可以调节电容充电的SOC上限，确保电容有足够的空间存储回馈能量。
当整车起步、加速、上坡时，电机需求功率增加，超级电容系统电容可提供电能至电机，以满足电机瞬时的大功率需求。直至电压降至与主DC/DC转换器输出端电压相同或者低于主DC/DC转换器输出端电压时，超级电容系统停止供电。
当整车减速、下坡时，电机需求功率减少，超级电容系统回收燃料电池的富余电能和制动能量。
燃料电池机车实施例
燃料电池机车包括传动系统、制动系统、动力系统等。所述动力系统与上述实施例中的燃料电池机车动力系统完全相同，故不在此重复说明。

Claims (4)

1.一种燃料电池机车动力系统，其特征在于，它包括燃料电池发电系统，所述燃料电池发电系统通过主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机；直流母线上直接连接有超级电容系统和动力电池系统，所述动力电池系统还连接所述主DC/DC转换器的输入端。
2.根据权利要求1所述的燃料电池机车动力系统，其特征在于：所述直流母线上超级电容系统和动力电池系统的接点之间连接有防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管。
3.一种燃料电池机车，其特征在于：包括燃料电池机车动力系统，所述燃料电池机车动力系统包括燃料电池发电系统，燃料电池发电系统通过主DC/DC转换器连接直流母线，直流母线通过电机控制器连接驱动电机；直流母线上直接连接有超级电容系统和动力电池系统，所述动力电池系统还连接所述主DC/DC转换器的输入端。
4.根据权利要求3所述的燃料电池机车，其特征在于：所述直流母线上超级电容系统和动力电池系统的接点之间连接有防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管。
CN201520294972.6U 2015-05-08 2015-05-08 燃料电池机车及其动力系统 Expired - Fee Related CN204726251U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520294972.6U CN204726251U (zh) 2015-05-08 2015-05-08 燃料电池机车及其动力系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520294972.6U CN204726251U (zh) 2015-05-08 2015-05-08 燃料电池机车及其动力系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204726251U true CN204726251U (zh) 2015-10-28

Family

ID=54384628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520294972.6U Expired - Fee Related CN204726251U (zh) 2015-05-08 2015-05-08 燃料电池机车及其动力系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204726251U (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104859478A (zh) * 2015-05-08 2015-08-26 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池机车及其动力系统
CN107719134A (zh) * 2017-09-28 2018-02-23 北京新能源汽车股份有限公司 电动车辆的风力发电方法、装置及系统
CN110015192A (zh) * 2017-09-11 2019-07-16 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池混合动力系统、供电单元及充电控制方法
CN110014883A (zh) * 2017-12-25 2019-07-16 郑州宇通客车股份有限公司 一种车辆、混合动力系统及其供电单元
CN110867595A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 北京蓝吉新能源科技有限公司 一种燃料电池系统和燃料电池汽车动力系统
CN112172545A (zh) * 2020-09-29 2021-01-05 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104859478A (zh) * 2015-05-08 2015-08-26 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池机车及其动力系统
CN110015192A (zh) * 2017-09-11 2019-07-16 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池混合动力系统、供电单元及充电控制方法
CN107719134A (zh) * 2017-09-28 2018-02-23 北京新能源汽车股份有限公司 电动车辆的风力发电方法、装置及系统
CN110014883A (zh) * 2017-12-25 2019-07-16 郑州宇通客车股份有限公司 一种车辆、混合动力系统及其供电单元
CN110867595A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 北京蓝吉新能源科技有限公司 一种燃料电池系统和燃料电池汽车动力系统
CN112172545A (zh) * 2020-09-29 2021-01-05 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法
CN112172545B (zh) * 2020-09-29 2022-06-07 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204726251U (zh) 燃料电池机车及其动力系统
US20180361877A1 (en) Automotive Hybrid Energy Supply System and Method and Hybrid Energy Automobile
CN100404306C (zh) 一种燃料电池汽车的能量混合型动力系统
CN104859478A (zh) 一种燃料电池机车及其动力系统
WO2018184352A1 (zh) 车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车
CN204586537U (zh) 增程式全电驱动低速牵引车
CN103171452A (zh) 电动车双电源管理系统及方法
CN103507655B (zh) 一种可回收制动能量的汽车复合储能起停系统
CN105644377A (zh) 一种双能源电动车
CN104627015A (zh) 一种新型燃料电池混合动力电动汽车能量管理系统
CN109606600A (zh) 一种船舶用可再生能源混合动力系统
CN106515468A (zh) 一种储能电车控制系统及具有该系统的电车
CN102611203A (zh) 一种车用高效复合储能系统
CN203601032U (zh) 一种燃料电池与太阳能联供型电动汽车
CN201800715U (zh) 插电式混合动力车的串联式混合动力控制系统
CN102545585B (zh) 直流高低压转换器的电压设定点的控制方法
CN102700428B (zh) 带锂电池和超级电容的电动汽车控制系统及其控制方法
CN102545584B (zh) 直流高低压转换器的电压设定点的控制方法
CN110014883A (zh) 一种车辆、混合动力系统及其供电单元
CN2915591Y (zh) 混合动力汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动系统
KR20030006269A (ko) 슈퍼 커패시터를 구비한 에너지 저장 시스템의 제어 방법
CN205202763U (zh) 电动汽车及其供电系统
CN204263963U (zh) 一种双能源电动车
CN104071017A (zh) 功率平衡式纯电驱动电动汽车的动力系统
CN203237065U (zh) 双电源新能源汽车驱动装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151028

Termination date: 20200508