CN210133014U - 燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机包括一拖拉机本体和被设置于所述拖拉机本体的一电源装置、一整车控制器、一动力装置以及一传动装置，所述电源装置包括相互电连接的一燃料电池装置以及一超级电容装置，其中所述燃料电池装置和所述超级电容装置中的一个能够为所述拖拉机本体提供能源，以驱动所述拖拉机处于工作状态。

Description

燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机

技术领域

本实用新型涉及拖拉机领域，更详而言之，涉及一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机。

背景技术

拖拉机在农业生产领域和运输行业中一直是最主要的工具，传统的拖拉机使用石油燃料的发动机驱动，因而具有比较强劲的动力，能够满足在生产过程中所需要的动力需求。不过这种传统的拖拉机也带来很多的环境污染问题和由于石油资源的短缺而造成的能源问题。

由于新能源的开发，进而研发出了基于电动的拖拉机，包括混合动力拖拉机和电动拖拉机，其中电动拖拉机使用了电机代替了原始拖拉机的发动机，用电池代替了原始的石油燃料，这在使用过程中不会产生空气污染，也不会出现能源短缺的问题。但是这种电动拖拉机在使用过程中还存在明显的不足，首先，电动拖拉机是使用电机驱动拖拉机运行，但是由于局限于现在电机和电池的供电效率问题，使得拖拉机的动力明显不足，并不能完全满足在农业生产过程中所需要的机械动力；另一方面，电动拖拉机在使用过程中的电池容量不足，并且充电速度慢，导致了电动拖拉机不能像传统拖拉机那样长时间负载工作。

混合动力拖拉机是在原始拖拉机的基础上增加电动机和电源装置，这种拖拉机使用原始的发动机作为主要的动力装置电动机作为辅助动力装置共同驱动拖拉机的运行。这种拖拉机在一定程度上克服了传统电动拖拉机的功率不足的问题，但是这种拖拉机在运行过程中还会产生污染气体，能源消耗也比较严重，另一方面，这种混合动力拖拉机同时具备了电动机和传统的发动机装置，因此制造工艺复杂，生产成本相对较高，并不能被广泛的推广。

对于传统的电动拖拉机或者混合动力拖拉机的电能一般情况下是可充电电池，比如蓄电池装置，锂电池等，这些可充电电池装置的充放电次数不多，这也在一定程度上限定了电动拖拉机和混合动力拖拉机的使用寿命，并且可充电电池装置更换费用很高，一旦损坏就需要高昂的维修费用。其次，通常可充电电池装置在低温情况下，比如-20℃时，拖拉机由于可充电电池的性能大大下降，很可能不能正常启动或需要多次启动才能成功，并且此时的电池的放电电量也大大降低。传统的可充电电池在频繁的充放电操作下，使用1－2年就需更换，高昂的价格让消费者望而却步，并且可充电电池在损坏后也很容易对环境造成污染。

此外，拖拉机在进行农业作业的时候，比如耕地，播种，或者运输过程中可能会经常制动停车，在这个过程中制动器将拖拉机制动停止运行，拖拉机的动能以热能的形式散失掉。对于传动的电动拖拉机而言，由于可充电电池在瞬间接收电能的能力比较弱，所以在拖拉机制动的过程中很难将拖拉机制动产生的能量回收而白白损失掉。

发明内容

本实用新型的一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，使用过程中不消耗化石燃料，也不会产生污染气体。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，所述超级电容装置适应温度范围广，在低温环境下也能够正常运行。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，所述超级电容装置使用寿命长，免维修，从而增加了拖拉机的使用寿命，也在一定程度上降低了使用者的使用成本。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，所述超级电容装置能够在短时间内快速放电，能够较好地满足所述拖拉机在启动、加速、爬坡时瞬间大功率的要求。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机的超级电容装置在所述拖拉机制动过程中回收由于拖拉机制动而产生的能量，并将回收的能量转化成为电能存储在超级电容装置中，从而减少了能量的散失。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机具有多种不同的运行模式，当所述拖拉机处于平稳运行状态时，所述燃料电池装置被设置单独向所述拖拉机的动力装置供电，当所述拖拉机处于高功率运行时，比如加速、爬坡、或者涉水路段时，所述燃料电池装置和所述超级电容装置被设置同时向所述拖拉机的动力装置供电，满足不同使用模式电能的需求，同时也减少电能再传输过程中的损耗。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机的所述超级电容装置在当所述拖拉机平稳运行时不停车即可由所述燃料电池装置快速充电，从而增加了所述拖拉机的续航能力和连续高功率运行的能力。

本实用新型的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其中所述拖拉机的所述超级电容装置的能量转换效率高，将所述燃料电池装置存储的电能很好的供给所述拖拉机的动力装置，也就是说所述超级电容装置的充放电过程能量损耗小。

依本实用新型的一个方面，本实用新型进一步提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，包括：

一拖拉机本体；

一电源装置，所述电源装置被设置于所述拖拉机本体，其中所述电源装置包括一燃料电池装置和被电连接于所述燃料电池装置的一超级电容装置，所述燃料电池装置和所述超级电容装置被设置向所述拖拉机提供电能，其中所述燃料电池装置还被设置向所述超级电容装置充电；

一整车控制器，其中所述整车控制器被设置控制所述电源装置的所述燃料电池装置和所述超级电容装置供电，和控制所述拖拉机的运行；

一动力装置，所述动力装置被设置电连接于所述电源装置，和被可控制地连接于所述整车控制器，所述动力装置在所述电源装置的供能作用下由所述整车控制器控制生成动能；和

一传动装置，其中所述传动装置被可传动地连接于所述动力装置，和可传动地连接于所述拖拉机本体，以使所述动力装置将动能传输至所述传动装置，然后藉由所述传动装置驱动所述拖拉机行进。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述电源装置的所述燃料电池装置和所述超级电容装置被并行地电连接于所述动力装置，当所述拖拉机启动时，由所述超级电容装置单独向所述动力装置供电，以便在短时间内启动所述拖拉机，当所述拖拉机处于低功率运行时，由所述燃料电池装置单独向所述动力装置供电，缩短电能传输的路径从而减少电能的损耗，当所述拖拉机处于高功率运行时，由所述电源装置的燃料电池装置和超级电容装置共同为所述动力装置供电，以便为所述动力装置提供充足的电能。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述拖拉机本体包括一制动系统，所述制动系统被可通信地连接于所述整车控制器，当制动系统被启动时，所述拖拉机本体在被制动的同时，所述整车控制器接收到来自于所述制动系统的制动信号，进而由所述整车控制器控制所述电源装置停止向所述动力装置供电，进而阻止所述动力装置的工作。

根据本实用新型的一个实施例，所述拖拉机本体进一步包括一功率控制器，其中所述功率控制器被可通信地连接于所述整车控制器，当所述功率控制器向所述整车控制器发送控制指令进而由所述整车控制器控制所述电源装置的供电模式和所述动力装置，以调整所述拖拉机的输出功率和运行功率。

根据本实用新型的一个实施例，所述燃料电池装置包括一燃料电池发电装置，一燃料电池散热装置，以及一燃料储存装置，其中所述燃料储存装置被设置用于储存所述燃料电池装置发电所需要的燃料，所述燃料电池发电装置是所述燃料电池装置将燃料的生物能转化为电能的发生装置，所述燃料电池散热装置被设置用于减少所述燃料电池装置在工作过程中产生的热量，避免由于长时间工作而造成的所述燃料电池装置过热。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述燃料电池装置进一步包括一燃料电池放电开关，所述燃料电池放电开关被用于控制所述燃料电池装置的所述燃料电池发电装置与所述拖拉机的所述动力装置的导通和断开状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述燃料电池装置的所述燃料电池放电开关被可控制地连接于所述整车控制器，所述燃料电池放电开关在所述整车控制器的控制作用下，进而控制所述燃料电池装置与所述动力装置之间电路的导通状态。

优选地，所述燃料电池装置为一氢氧燃料装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述超级电容装置包括至少一超级电容器，一超级电容散热装置，其中所述超级电容器被用于储存电能和将存储的电能向外输送至所述拖拉机的所述动力装置，以驱动所述动力装置运行，所述超级电容散热装置被设置用以降低所述超级电容装置在工作过程中产生的温度，避免所述超级电容器的温度过高。

根据本实用新型的一个实施例，所述超级电容装置的所述超级电容装器包括一超级的电容器本体和一超级电容器充电开关，其中所述超级电容器充电开关被设置于所述超级电容器的所述超级电容器本体与所述燃料电池装置的所述燃料电池发电装置之间，当所述超级电容器充电开关处于导通状态时，所述燃料电池装置产生的电能被允许传输至所述超级电容装置的所述超级电容器，以便向所述超级电容器充电，当所述超级电容器充电开关处于断开状态时，所述燃料电池装置的电能被阻止向所述超级电容装置的所述超级电容器传输。

根据本实用新型的一个实施例，所述超级电容装置的所述超级电容器进一步包括一超级电容器放电开关，所述超级电容器放电开关被可通断地电连接于所述超级电容器的所述超级电容器本体与所述动力装置之间，被用于控制所述超级电容器与所述动力装置的通电状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器放电开关和所述超级电容器充电开关被可控制地连接于所述整车控制器，藉由所述整车控制器来控制所述超级电容器放电开关和所述超级电容器充电开关的通断状态，进而控制所述超级电容器的充电状态和放电状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述超级电容装置包括二超级电容器，并且所述超级电容装置的所述二超级电容器之间彼此相互独立，并且当所述超级电容装置的一超级电容器在放电过程中不影响另一所述超级电容器充电过程。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述整车控制器包括一电源管理模块，其中所述电源管理模块被设置用于管理和控制所述电源装置向所述动力装置输出的电能，和控制所述电源装置的所述燃料电池装置向所述超级电容装置充电。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述整车控制器进一步包括一动力控制模块，所述动力控制模块被设置以控制所述动力装置在所述电源装置的驱动作用下输出动能。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述电源管理模块包括一充电管理模块，其中所述充电管理模块被设置用于控制所述电源装置的所述燃料电池装置在所述超级电容装置电量不足时向所述超级电容装置充电，和在所述超级电容装置储存电量到达一定程度时，阻止所述燃料电池装置向所述超级的电容装置充电。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述充电管理模块包括一电源检测模块和一充电控制模块，其中所述电源检测模块被设置用于检测所述超级电容装置的所述超级电容器当前的电量，所述充电控制模块被设置用于控制的所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器充电开关和所述超级电容器放电开关的导通状态。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述超级电容装置的所述电源管理模块进一步包括一电源切换模块，所述电源装置的供能模式由所述整车控制器的所述电源管理模块的所述电源切换模块通过控制所述电源装置的所述燃料电池装置的所述燃料电池放电开关以及所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器放电开关和超级电容器充电开关的通断状态来控制。

根据本实用新型的一个实施例，所述整车控制器进一步包括一信号接收模块，一判断模块，其中所述信号接收模块被设置以接收来自于所述功率控制器给与所述整车控制器的功率信号，和接收来自于所述动力装置向所述整车控制器发送的动力信号，并将接收到的功率信号和动力信号传输至所述判断模块，所述判断模块被设置用于根据接收到的所述功率信号和动力信号判断此时所述拖拉机的运行状态。

根据本实用新型的一个实施例，当所述判断模块判断当前所述拖拉机的运行状态发生改变后，所述判断模块生成相应的判断结果和将判断结果传输至所述电源管理模块，然后藉由所述电源管理模块的所述电源切换模块调整所述电源装置的供能模式，进而调整所述拖拉机的运行模式。

根据本实用新型的一个实施例，所述整车控制器的所述信号接收模块被可通信地连接于所述动力控制模块，当所述信号接收模块接收到来自于所述功率控制器的功率调整信号时，所述信号接收模块将所述信号调整信号传输至所述动力控制模块，然后藉由所述动力控制模块调整所述动力装置的输出动力。

根据本实用新型的一个实施例，所述拖拉机进一步包括一电能处理装置，其中所述电能处理装置被可通电地连接于所述电源装置和电连接于所述动力装置，其中所述电能处理装置被设置以调整所述电源装置的电压和电流的大小，以便为所述动力装置提供合适的电能。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述电能处理装置包括一燃料电池电能处理装置，其中所述燃料电池电能处理装置被电连接于所述电源装置的所述燃料电池装置的所述燃料电池发电装置，和电连接于所述动力装置，所述燃料电池电能处理装置接收来自于所述燃料电池装置的电能并将电能处理生成适配于所述动力装置使用的电能，和将处理好的电能传输至所述动力装置，以驱动所述动力装置工作。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述电能处理装置包括一超级电容电能处理装置，其中所述超级电容电能处理装置被电连接于所述电源装置的所述超级电容装置，和电连接于所述动力装置，以使所述超级电容电能处理装置接收来自于所述电源装置的所述超级电容装置的电能，并将电能处理后生成适配于所述动力装置工作的电能，和将处理后的电能传输至所述动力装置，以驱动所述动力装置正常工作。

优选地，其中所述电能处理装置的所述超级电容电能处理装置为一双向 DC-DC转化器。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述拖拉机进一步包括一制动发电装置，其中所述制动发电装置被设置于所述拖拉机的所述制动系统，所述制动发电装置被用于收集所述拖拉机在制动过程中的能量，和将所收集到的能量转化为电能并将电能存储于所述电源装置的所述超级电容装置。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述整车控制器进一步包括一制动控制模块，其中所述制动控制模块被可通信地连接于所述电源装置和可通信地连接于所述制动发电装置，当所述拖拉机的所述制动系统被启动，所述电源装置在所述整车控制器的控制作用下停止向所述动力装置提供电能的同时，所述整车控制器的所述制动控制模块控制关闭所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器充电开关，和打开所述超级电容器的所述超级电容器放电开关，以便所述制动发电装置产生的电能通过所述超级电容器放电开关传输至所述超级电容装置的所述超级电容器中，进而由所述超级电容器将所述拖拉机制动产生的电能储存。

根据本实用新型的一个实施例，所述拖拉机的所述制动发电装置被电连接于所述电能处理装置的所述超级电容电能处理装置，然后藉由所述超级电容电能处理装置将处理好的电能储存于所述电源装置的所述超级电容装置。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述动力装置包括一电机控制器和至少一电机装置，其中所述电机控制器被设置可控制地电连接于所述电机装置，和电连接于所述电能处理装置，所述电机控制器被可通信地连接于所述整车控制器，所述电机控制器在所述整车控制器的所述动力控制模块的控制作用下，被设置调节所述电机装置的转速，进而调节所述动力装置的输出动能。

优选地，所述动力装置的所述电机装置为一交流电机。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述传动装置包括一变速箱装置，一传动轴以及一动力输出轴，其中所述变速箱装置被设置用于可传动地连接于所述动力装置的所述电机装置，和接收来自于所述动力装置的动能，和将动能传输至所述传动轴以及所述动力输出轴，进而驱动所述拖拉机的行进和驱动所述拖拉机的作业系统工作。

附图说明

图1是根据本实用新型的第一较佳实施例的混合驱动的拖拉机整体示意图。

图2是根据本实用新型的第一较佳实施例的混合驱动的拖拉机整体示意图。

图3是根据本实用新型的第一较佳实施例的混合驱动的运行示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考实用新型附图之图1至图3，依照本实用新型第一较佳实施例的一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机在接下来的描述中被阐述，其中所述拖拉机包括一拖拉机本体10，一整车控制器20，一电源装置30，一电能处理装置40，一动力装置50以及一传动装置60，其中所述拖拉机本体10被设置用于承载和固定所述电源装置30，所述电能处理装置40，所述动力装置50以及所述传动装置 60。所述整车控制器20被设置用于控制所述电源装置30向所述动力装置50供电和控制所述动力装置50的运行，其中所述电能处理装置40被电连接于所述电源装置30和所述动力装置50，所述电能处理装置40被设置用于调整所述电源装置30的输出电能的电压，以适配于所述动力装置50的正常工作电压。相应地，所述动力装置50被所述电源装置30锁驱动产生动能，和将产生的动能传输至所述传动装置60，然后藉由所述传动装置60将动能传输至所述拖拉机本体10进而驱动所述拖拉机的行进和将动能传输至所述拖拉机的作业系统，以便驱动所述拖拉机的作业系统运行。

所述电源装置30包括一燃料电池装置31以及一超级电容装置32，其中所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32被并行地电连接于所述动力装置50，也就是说，所述电源装置30可以有三种不同的电能供应方式，即燃料电池装置 31单独供能模式，超级电容装置32单独供能模式以及燃料电池装置31和超级电容装置32共同供能模式。所述电源装置30的所述燃料电池装置31消耗燃料的化学能将燃料的化学能在所述燃料电池装置31内转化为电能，其中所述电源装置30的所述燃料电池装置31可以不间断地产生电能和不间断地将电能传输至所述动力装置50，以供所述动力装置50工作。相应地，所述电源装置30的所述超级电容装置32可以在存储电能的情况下向所述动力装置50供电，以驱动所述动力装置50工作，当所述超级电容装置32在电量不足的情况下可以被充电以存储电能。所述电源装置30的所述超级电容装置32在放电过程中，其放电效率高，电流大，因而可以在短时间内为所述动力装置50提供充足的电能一驱动所述动力装置50产生较大动力，进而由所述传动装置60向所述拖拉机本体10输出较大动力和向所述拖拉机的作业系统输出充足的动力。

所述拖拉机被所述燃料电池装置31与所述超级电容装置32混合驱动而工作，由于所述电源装置具有三种不同的供能模式，因此所述拖拉机具有三种不同的运行模式，当所述拖拉机处于启动状态时由所述电源装置30的所述超级电容装置 32单独供应电能。本领域技术人员可以理解的是，所述电源装置30的所述超级电容装置32的温度特性好，适应的的温度范围广泛，可以在-40℃～+70℃正常工作，并且所述超级电容装置32可以在短时间得输出大量电能，因此所述电源装置30的所述超级电容装置32可以提供所述拖拉机的在启动的过程中所需要的大功率电流。值得一提的是，所述拖拉机在启动的过程中只需要所述电源装置30 的所述超级电容装置32供能即可满足所述动力装置50的电能需求，所以此时的所述电源装置30的所述燃料电池装置31被阻止向所述动力装置50供应电能，以节省电能的消耗。当所述拖拉机处于平稳运行阶段或者低功率运行阶段，比如所述拖拉机无负载地低速行进，所述拖拉机的所述动力装置50所需要的电能可以由所述电源装置30的所述燃料电池装置31单独提供，此时所述动力装置50 的输出功率低，不需要所述电源装置30的所述超级电容装置32为其供能，因此所述电源装置30的所述超级电容装置32在平稳运行或者低功率运行过程中被阻止向所述动力装置50供应电能。相应地，当所述拖拉机处于高功率运行时，比如所述拖拉机在负载作业状态，或者爬坡、涉水路段时，所述电源装置30的所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32共同为所述拖拉机的所述动力装置 50供应电能，以使所述动力装置50拥有充足的电能，进而产生充足的动力和向所述拖拉机本体10输出充足动力和向所述拖拉机的作业系统输出充足动力。

值得一提的是，所述电源装置30的三种供能模式对应于所述拖拉机的三种不同运行模式，其中所述拖拉机的三种运行模式被所述拖拉机的整车控制器20 控制，也就是说，所述拖拉机的所述整车控制器20被设置以控制所述拖拉机的所述电源装置30的供电模式，以控制所述拖拉机的运行模式。

详细地说，所述拖拉机本体10包括一车身支架11，一方向系统12，一制动系统13，一功率控制器14，一辅助照明装置15，以及一壳体16，其中所述车身支架11的两端分别被设置可传动地连接于至少两轮胎，由所述轮胎的转动带动所述车身支架11的运行，进而带动所述拖拉机本体11的行进。所述方向系统 12被设置用于控制所述拖拉机本体10的所述车身支架11的运行方向，进而控制所述拖拉机的行驶方向。优选地，所述方向系统12为一方向盘控制装置。

所述制动系统13被用于阻止所述拖拉机本体10的所述车身支架11所传动地连接的所述轮胎的转动，进而阻止所述拖拉机的行进。所述制动系统13被可通信地连接于所述整车控制器20，当所述制动系统13被启动时，所述拖拉机本体10在被制动的同时，所述整车控制器20接收到来自于所述制动系统13的制动信号，进而由所述整车控制器20控制所述电源装置30停止向所述动力装置 50供电，进而阻止所述动力装置50的工作。优选地，所述制动系统13为一刹车装置。换句话说，所述制动系统13在被启动时，所述拖拉机本体10在被制动的同时，所述拖拉机的所述动力装置50同时被所述整车控制器20控制停止运行，从而减少能量的损耗。

所述拖拉机本体10的所述功率控制器14被用于控制所述拖拉机运行功率和输出功率，其中所述功率控制器14被可通信地连接于所述整车控制器20。在运行过程中，操作人员通过操作所述功率控制器14向所述整车控制器20发送控制指令进而由所述整车控制器20控制所述电源装置30的供电模式和所述动力装置 50，以调整所述拖拉机的输出功率和运行功率。比如，当所述拖拉机在加速运行或者爬坡过程中，操作人员通过所述功率控制器14向所述整车控制器20发送提升工作功率的信号，所述整车控制器20在接收到所述功率控制器14的控制信号后，控制所述电源装置30的所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32共同为所述动力装置50供电，和控制所述动力装置50的输出功率进而提升所述拖拉机的运行功率和输出功率。优选地，所述拖拉机的所述功率控制器14为一油门装置。

所述辅助照明装置15被用于当所述拖拉机在夜间运行时，为所述拖拉机提供照明，其中所述辅助照明装置15被安装于所述拖拉机的所述拖拉机本体10的所述壳体16的前端。所述拖拉机本体10进一步包括一辅助电源装置17，其中所述辅助电源在装置17被设置用于为所述拖拉机本体10的所述辅助照明装置 15提供电能。优选地，所述辅助电源装置17为一蓄电池装置。本领域技术人员可以理解的是，所述辅助电源装置17可被设置于所述电源装置30，也就是说，所述电源装置30可以被设置为所述辅助照明装置15供应电能。

可以理解的是，所述电源装置30被设置于所述拖拉机本体10的所述车身支架11，其中所述电源装置30的所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32被设置在所述拖拉机本体10的所述车身支架11的前端和后端，以均衡所述拖拉机的前后重量，防止所述拖拉机本体10的前后重量不均衡而造成的重心不稳。所述燃料电池装置31包括一燃料电池发电装置311，一燃料电池散热装置312，以及一燃料储存装置313，其中所述燃料储存装置313被设置用于储存所述燃料电池装置发电所需要的燃料，所述燃料电池发电装置311是所述燃料电池装置31 将燃料的生物能转化为电能的发生装置，所述燃料电池散热装置312被设置用于减少所述燃料电池装置31在工作过程中产生的热量，避免由于长时间工作而造成的所述燃料电池装置31过热。所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置 311在所述整车控制器20的控制作用下还被用于将产生的电能传输至所述拖拉机的所述动力装置50以驱动所述动力装置50运行和将产生的电能传输至所述电源装置30的所述超级电容装置32，以储存在所述超级电容装置32中。

相应地，所述燃料电池装置31进一步包括一燃料电池放电开关314，其中所述燃料电池放电开关314被可控制地连接于所述整车控制器20，所述燃料电池放电开关314被用于控制所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311与所述拖拉机的所述动力装置50的导通和断开状态。当所述燃料电池放电开关314 处于导通状态时，所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311所产生的电能被允许供给于所述动力装置50，相反地，当所述燃料电池放电开关314处于断开状态时，所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311所产生的电能被阻止通向所述动力装置50。值得一提的是，所述燃料电池装置31的所述燃料电池放电开关314的导通状态由所述整车控制器20控制。

本领域技术人员可以想到的是，所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311在工作过程中会产生热量，所以所述燃料电池散热装置312被设置于所述燃料电池发电装置311，以便所述燃料电池散热装置312更好地散热。相应地，所述拖拉机本体10的所述车身支架11包括一燃料电池安装部111和一燃料储存装置安装部112，其中所述燃料电池安装部111被设置于所述拖拉机本体10的所述车身支架11的前端，所述燃料电池安装部111被用于支撑和固定所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311和所述燃料电池散热装置312。所述燃料储存装置安装部112被设置于所述车身支架11的后端，所述燃料储存装置安装部112被用于固定地支撑所述燃料电池装置31的所述燃料储存装置313。所述燃料储存装置313被可连通地连接于所述燃料电池发电装置311，以使所述燃料电池储存装置313向所述燃料电池发电装置311输送发电所需燃料。

本领域技术人员可以理解的是，所述燃料电池装置31的所述燃料电池散热装置312可以被设置为水冷装置，也就是说通过液体热传递的形式将所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311产生的热量传递至外界环境中。可选地，所述燃料电池散热装置312为一风冷装置，也就是说，所述燃料电池散热装置 312通过空气循环的形式将所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311 产生的热量通过空气循环散热。在本较佳实施例中，所述燃料电池装置31的所述燃料电池散热装置优选为一水冷装置。

优选地，在本实用新型的第一较佳实施例中，所述燃料电池装置31为一氢氧燃料电池装置，所述燃料储存装置313被用于储存所述燃料电池发电装置311 所需要的氢气。更优选地，所述燃料电池装置31的所述燃料储存装置313一主燃料储存罐3131和一副燃料储存罐3132，其中所述主燃料储存罐3131和所述副燃料储存罐3132被用于储存所述燃料电池装置31所需要的发电燃料。所述主燃料储存罐3131与所述副燃料储存罐3132和所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311可连通地连接在一起，所述副燃料储存罐3132内所存储的燃料可被输送至所述主燃料储存罐3131中，然后所述主燃料储存罐3131可以将燃料进一步输送至所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311，以供所述燃料电池发电装置311用于发电。

值得一提的是，所述燃料电池装置31的所述燃料储存装置313的所述副燃料储存罐3132被可拆卸地安装于所述拖拉机本体10的所述车身支架11的所述燃料储存装置安装部112和可拆卸地连通于所述燃料储存装置313的所述主燃料储存罐3131，以便当所述燃料储存装置313内的发电燃料储存量不足时可以更换所述燃料储存装置313的所述副燃料储存罐3132,进而向所述燃料储存装置 313内补充燃料。

所述电源装置30的所述超级电容装置32可被充电地电连接于所述电源装置 30的所述燃料电池装置31，其中所述燃料电池装置31在所述超级电容装置32 电量不足的情况下单向地向所述超级电容装置32充电。所述超级电容装置32包括至少一超级电容器321，一超级电容散热装置322，其中所述超级电容器321 被用于储存电能和将存储的电能向外输送至所述拖拉机的所述动力装置50，以驱动所述动力装置50运行。所述超级电容散热装置322被设置于所述超级电容器321，以降低所述超级电容装置32在工作过程中产生的温度。依上所述，其中所述超级电容装置32的所述超级电容器321被可充电地电连接于所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311，以便储存来自于所述燃料电池装置31输送的电能，和可放电地电连接于所述动力装置50，以便将所述超级电容装置32储存的电能供应于所述动力装置50。

所述超级电容装置32的所述超级电容装器321包括一超级电容器本体3211，一超级电容器充电开关3212和一超级电容器放电开关3213，其中所述超级电容器充电开关3212被设置于所述超级电容器321的所述超级电容器本体3211与所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311之间，被用于控制所述燃料电池装置31向所述超级电容装置32的所述超级电容器321充电电路的导通状态。当所述超级电容器充电开关3212处于导通状态时，所述燃料电池装置31产生的电能被允许传输至所述超级电容装置32的所述超级电容器321，以便向所述超级电容器321充电，相反地，当所述超级电容器充电开关3212处于断开状态时，所述燃料电池装置31的电能不能向所述超级电容装置32的所述超级电容器321 传输。所述超级电容器放电开关3213被可通断地电连接于所述超级电容器321 的所述超级电容器本体3211与所述动力装置50之间，被用于控制所述超级电容器32与所述动力装置50的通电状态。当所述超级电容器放电开关3213处于导通状态时，所述超级电容装置32的所述超级电容器321的电能被允许传输至所述动力装置50，以驱动所述动力装置50工作。相反地，当所述超级电容器放电开关3213处于断开状态时，所述超级电容装置32的所述超级电容器321被阻止向所述动力装置50供应电能。

本领域技术人员可以理解的是，所述超级电容装置32的所述超级电容器321 有充电状态和放电状态，并且充电状态和放电状态不能同时进行，也就是说，当所述超级电容器321处于充电状态时，所述超级电容器不能向外输送电能，也就是不能向外放电。相反地，当所述超级电容器321处于放电状态时，所述超级电容器321不能被充电，因此所述超级电容器充电开关3212和所述超级电容器放电开关3213最多只能有其中一个开关处于导通状态。值得一提的是，所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3213和所述超级电容器充电开关3212的导通状态由所述整车控制器20控制，进而由所述整车控制器20控制所述超级电容装置32的充放电状态。

优选地，由于所述电源装置30的所述超级电容装置32的所述超级电容器321 的充电状态和放电状态不能同时进行，所以在本实用新型的第一较佳实施例中所述超级电容装置32包括二超级电容器321，并且所述超级电容装置32的所述二超级电容器321之间彼此相互独立，并且当所述超级电容装置32的一超级电容器321在放电过程中不影响另一所述超级电容器321充电过程。值得一提的是，当所述超级电容装置32处于放电状态时，由所述超级电容装置32的任一超级电容器321放电，也可以由所述超级电容装置32的两超级电容器321同时供电。这样就使得所述超级电容装置32可以不间断地向所述动力装置50提供电能。

所述电源装置30的所述超级电容装置32被设置于所述拖拉机的所述拖拉机本体10的所述车身支架11。优选地，所述超级电容装置32被设置于所述车身支架11的前端位置。相应地，所述拖拉机本体10的所述车身支架11进一步包括一超级电容装置安装部113，所述超级电容装置安装部113被设置用于安装和支撑所述超级电容装置32。更优选地，所述车身支架11的所述燃料电池安装部 111和所述超级电容装置安装部113被可连通地设置在所述拖拉机本体10的前端。可以理解的是，所述燃料电池安装部111和所述超级电容装置安装部113被上下地设置，也可以被前后地设置。优选地，所述燃料电池安装部111被设置于所述超级电容安装部113的上端，也就是说，所述燃料电池装置31被设置于所述超级电容装置32的上端。

如图2所示，其中所述整车控制器20被可通信地连接于所述电源装置30和可通信地连接于所述动力装置50，所述整车控制器20被用于控制所述电源装置 30向所述动力装置50供应电能，和控制所述动力装置50在所述电源装置的驱动下产生的动能。所述整车控制器20包括一电源管理模块21和一动力控制模块 22，其中所述电源管理模块21被设置用于管理和控制所述电源装置30向所述动力装置50输出的电能，和控制所述电源装置30的所述燃料电池装置31向所述超级电容装置32充电。所述动力控制模块22被设置以控制所述动力装置50在所述电源装置30的驱动作用下输出动能。

详细地说，所述电源管理模块21包括一充电管理模块211和一电源切换模块212，其中所述充电管理模块211被设置用于控制所述电源装置30的所述燃料电池装置31在所述超级电容装置电量不足时向所述超级电容装置32充电，和在所述超级电容装置32储存电量到达一定程度时，阻止所述燃料电池装置31向所述超级的电容装置32充电。所述充电管理模块211包括一电源检测模块2111 和一充电控制模块2112，其中所述电源检测模块2111被设置用于检测所述超级电容装置32的所述超级电容器321当前的电量。所述充电控制模块2112被设置用于控制的所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器充电开关3212和所述超级电容器放电开关3213的导通状态。当所述充电管理模块 211的所述电源检测模块2111检测所述超级电容装置32的所述超级电容器321 的电量不足时，向所述充电控制模块2112发送控制指令以允许所述电源装置30 的所述燃料电池装置31向所述超级电容装置32的所述超级电容器321充电。相应地，此时所述充电管理模块211的所述充电控制模块2112控制所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器充电开关3212处于导通状态，以允许所述燃料电池装置31的电能传输至所述超级电容装置32，和控制所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3213处于断开状态，以阻止所述超级电容装置32放电。在充电过程中，当所述充电管理模块211的所述电源检测模块2111检测所述超级电容装置32的所述超级电容器321的电量到达一定程度时，比如所述超级电容装置32的所述超级电容器321的电量到达总电量的70％时，所述电源检测模块2111向所述充电控制模块2112发送控制指令，以停止所述超级电容装置32的所述超级电容器321的充电过程。相应地，所述充电控制模块 2112控制所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器充电开关3212处于断开状态。

可以理解的是，所述拖拉机根据所述电源装置30的三种不同的供能模式具有三种不同的运行状态。相应地，所述电源装置30的供能模式由所述整车控制器20的所述电源管理模块21的所述电源切换模块212控制。具体而言，当所述拖拉机处于启动状态时，所述电源切换模块212控制关闭所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池放电开关314，以阻止所述燃料电池装置向所述动力装置50供应电能，和打开所述超级电容装置32的所述超级电容器321 的所述超级电容器放电开关3213，以允许所述超级电容装置32向所述动力装置 50供应电能。当所述拖拉机处于平稳运行状态或者低功率运行状态时，所述电源切换模块212控制关闭所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3213，以阻止所述超级电容装置32向所述动力装置50供电，和打开所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池放电开关314，以允许所述燃料电池装置31向所述动力装置50提供电能。相应地，当所述拖拉机处于高功率运行模式时，所述电源切换模块212控制打开所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池放电开关314和打开所述超级的电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3213，以使所述电源装置 30的所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32共同向所述动力装置50提供电能。

可以理解的是，所述拖拉机的三种不同的运行模式由所述整车控制器20控制。当操作人员在驾驶过程中通过操作所述功率控制器14给与所述整车控制器 20一功率提升信号，然后藉由所述整车控制器20来控制所述电源装置30的供电模式，进而调整所述拖拉机的运行模式。另一方面，所述拖拉机处于高负载运行，处于爬坡、涉水路段时，所述拖拉机的传动装置60此时所需要的动力需求大于所述动力装置50所输出的动力，也就是说，此时的动力装置50的输出动力不足，所述动力装置50向所述整车控制器20发送动力信号，然后藉由所述整车控制器20来调整所述拖拉机的运行模式。相应地，所述整车控制器20进一步包括一信号接收模块23，一判断模块24，其中所述信号接收模块23被设置以接收来自于所述功率控制器14给与所述整车控制器20的功率信号，和接收来自于所述动力装置50向所述整车控制器20发送的动力信号，并将接收到的功率信号和动力信号传输至所述判断模块24。所述判断模块24被设置用于根据接收到的所述功率信号和动力信号判断此时所述拖拉机的运行状态。当所述判断模块24判断当前所述拖拉机的运行状态发生改变后，所述判断模块24生成相应的判断结果和将判断结果传输至所述电源管理模块21，然后藉由所述电源管理模块21的所述电源切换模块212调整所述电源装置30的供能模式，进而调整所述拖拉机的运行模式。

另一方面，当所述拖拉机由高功率运行模式转化为平稳运行模式时，所述整车控制器20的所述信号接收模块23接收到来自于所述功率控制器14的功率信号和来自于所述动力装置50的动力信号，并将所述信号传输至所述判断模块24，然后藉由所述判断模块24生成相应的判断结果和将判断结果传输至所述电源管理模块21，进而由所述电源管理模块21的所述电源切换模块212调整所述电源装置30的供电模式。

值得一提的是，所述整车控制器20的所述信号接收模块23被可通信地连接于所述动力控制模块22，当所述信号接收模块23接收到来自于所述功率控制器 14的功率调整信号时，所述信号接收模块23将所述信号调整信号传输至所述动力控制模块22，然后藉由所述动力控制模块22调整所述动力装置50的输出动力，比如提升或者降低所述动力装置50的输出转速。

本领域技术人员可以理解的是，所述电源装置30的所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32向所述动力装置50输出的电能电压和电流部稳定，如果直接将所述电源装置30电连接于所述动力装置50可能造成动力输出不稳的情况。相应地，所述拖拉机的所述电能处理装置40被用于调整所述电源装置30向所述动力装置50输出的电能的电压和电流大小，以使所述动力装置50接收来自于所述电源装置30的适配于所述动力装置50电压的电能。所述电能处理装置40包括一燃料电池电能处理装置41和一超级电容电能处理装置42，其中所述燃料电池电能处理装置41被电连接于所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池发电装置311，和电连接于所述动力装置50，所述燃料电池电能处理装置41接收来自于所述燃料电池装置31的电能并将电能处理生成适配于所述动力装置50使用的电能，和将处理好的电能传输至所述动力装置50，以驱动所述动力装置50工作。优选地，所述燃料电池电能处理装置41为一DC-DC转化器，由所述DC-DC转化器处理所述电源装置30的所述燃料电池装置31的输出电压。更优选地，所述燃料电池电能处理装置41为一升压DC-DC转化器，也就是说，通过所述燃料电池电能处理装置41将所述电源装置30的所述燃料电池装置31 的输出电压提高，以适配于所述动力装置50的工作电压。

相应地，所述电能处理装置40的所述超级电容电能处理装置42被电连接于所述电源装置30的所述超级电容装置32，和电连接于所述动力装置50，以使所述超级电容电能处理装置42接收来自于所述电源装置30的所述超级电容装置 32的电能，并将电能处理后生成适配于所述动力装置50工作的电能，和将处理后的电能传输至所述动力装置50，以驱动所述动力装置50正常工作。优选地，所述超级电容电能处理装置42为一双向DC-DC转化器，由所述双向DC-DC转化器接收和处理所述电源装置30的所述超级电容装置32的电能。另一方面，由于所述超级电容电能处理装置42为一双向DC-DC转化器，所以所述超级电容电能处理装置42还被设置用于向所述电源装置30的所述超级电容装置32传输电能，以便将电能储存于所述超级电容装置32的所述超级电容器321中。更优选地，所述电源装置30的所述超级电容装置32的电能经由所述电能处理装置40 的所述超级电容电能处理装置42处理后电压升高，以适配于所述动力装置50的正常工作电压。

值得一提的是，所述电源装置30的所述燃料电池装置31以及所述超级电容装置32所产生的电能都是直流电能，并且经由所述电能处理装置40处理后的电能还是直流电。

相应地，所述拖拉机进一步包括一制动发电装置70，其中所述制动发电装置 70被设置于所述拖拉机的所述制动系统13，所述制动发电装置70被用于收集所述拖拉机在制动过程中的能量。详细地说，所述拖拉机在制动过程中，所述制动系统13被启动，因此所述整车控制器20控制所述电源装置30停止向所述动力装置50供应电能，和由所述制动系统13阻止所述拖拉机的行进。所述制动发电装置70被用于收集所述拖拉机在制动过程中的动能，并将所述动能转化为电能，和将所转化得到的电能转存在所述电源装置30的所述超级电源装置32中。本领域技术人员可以想到的是，所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3213被设置于所述拖拉机的所述制动发电装置70与所述超级电容装置32的所述超级电容器321之间。换句话说，由所述超级电容器放电开关3213来控制所述超级电容装置32存储来自于所述制动发电装置70的电能。

所述整车控制器20进一步包括一制动控制模块25，其中所述制动控制模块 25被可通信地连接于所述电源装置30和可通信地连接于所述制动发电装置70。当所述拖拉机的所述制动系统13被启动，所述制动系统13向所述整车控制器 20发送制动信号，所诉整车控制器20的所述制动控制模块25控制关闭所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池充电开关314，以阻止所述燃料电池向所述动力装置50供应电能。另一方面，所述整车控制器20的所述制动控制模块25控制关闭所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器充电开关3212，和打开所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3213，以便所述制动发电装置70产生的电能通过所述超级电容器放电开关3213传输至所述超级电容装置32的所述超级电容器321中，进而由所述超级电容器321将所述拖拉机制动产生的电能储存。值得一提的是，所述拖拉机的所述制动发电装置70被电连接于所述电能处理装置40的所述超级电容电能处理装置42，然后藉由所述超级电容电能处理装置42将处理好的电能储存于所述电源装置30的所述超级电容装置32中。

如图2所示，其中所述拖拉机的所述动力装置50在所述电源装置30的供能作用下产生动能，然后将产生的动能传输至所述传动装置60，藉由所述传动装置60驱动所述拖拉机的行进和驱动所述拖拉机的作业系统工作。所述拖拉机的所述动力装置50电连接于所述电能处理装置40所述燃料电池电能处理装置41 和所述超级电容电能处理装置42，所述电源装置30的电能经由所述电能处理装置40将处理好的电能传输至所述动力装置50。所述动力装置50包括一电机控制器51和至少一电机装置52，其中所述电机控制器51被设置可控制地电连接于所述电机装置52，和电连接于所述电能处理装置40。所述动力装置50的所述电机控制器51被可通信地连接于所述整车控制器20，所述电机控制器51在所述整车控制器20的所述动力控制模块25的控制作用下，被设置调节所述电机装置52产生的转速，进而调节所述动力装置50的输出动能。优选地，所述动力装置50的所述电机装置52为一交流电机装置。相应地，所述动力装置50的所述电机控制器51被设置用于将所述电源装置30产生的直流电能转化为交流电能，和将转化的交流电能传输至所述动力装置50的所述电机装置52。

本领域技术人员可以理解的是，所述动力装置50的所述电机装置52的转动速度与所述电机控制器51转化的交流电能的频率有关，因而所述动力装置50的所述电机控制器51通过调节所述交流电能的频率进而调节所述电机装置52的转动速度，进而调节所述动力装置50的输出动力。可选地，所述动力装置50的所述电机装置52可以是一交流异步电机，交流同步电机，磁阻电机，或者是轮毂电机等。所述电机装置52在所述电机控制器51的控制作用下产生动能，优选地，所述动力装置50的所述电机装置52为一交流异步电机。

可以想到的是，所述动力装置50被设置于所述拖拉机的所述拖拉机本体10 的所述车身支架11。相应地，所述拖拉机的所述拖拉机本体10的所述车身支架进一步包括一动力装置安装部114，优选地，所述动力装置安装部114被设置于所述拖拉机本体10后端，所述动力装置50被固定地支撑在所述动力装置安装部 114。

所述动力装置50产生的动能传输至所述传动装置60，并藉由所述传动装置 60将动能传输至所述拖拉机的所述拖拉机本体10，进而驱动所述拖拉机的行进和驱动所述拖拉机的作业系统工作。所述传动装置60包括一变速箱装置61，一传动轴62以及一动力输出轴63，其中所述变速箱装置61被设置用于可传动地连接于所述动力装置50的所述电机装置52，和接收来自于所述动力装置50的动能，和将动能传输至所述传动轴62以及所述动力输出轴63。依照本实用新型的第一较佳实施例，其中所述传动装置60的所述变速箱装置61可选为MT变速箱(Manual Transmission，手动变速箱)，AT变速箱(Automatic Transmission，自动变速箱)或者CVT变速箱(Continuously Variable Transmission，无级变速箱) 等。所述变速箱装置61被设置用于调节所述传动装置60的输出转速，本领域技术人员可以理解的是，所述动力装置50在正常工作电压下工作，其转速在一定的情况下要想改变所述拖拉机的运行速度或者是改变所述拖拉机的作业系统的工作效率，需要改变所述传动装置60的输出转速，进而由所述传动装置60驱动所述拖拉机的运行和带动所述拖拉机的作业系统工作。

所述传动装置60的所述传动轴62被可枢转地连接于所述变速箱装置61，和可驱动地连接于所述拖拉机的所述拖拉机本体10，由所述变速箱装置61向所述传动轴62传递动能，然后藉由所述传动轴62来驱动所述拖拉机的行进。所述传动装置60的所述动力输出轴63被可枢转地连接于所述变速箱装置61，由所述变速箱装置61向所述动力输出轴63输送动能，然后藉由所述动力输出轴63将动能传输至外界或者所述拖拉机的作业系统，进而驱动所述拖拉机的所述作业系统工作。

依照本实用新型的另一方面，所述拖拉机具有三种不同的运行模式，即启动模式，高功率运行模式和低功率运行模式，本实用新型进一步提供一拖拉机的运行方法，其中所述拖拉机包括一电源装置30，所述电源装置30包括一燃料电池装置31以及一超级电容装置32，包括如下方法步骤：

(A)当所述拖拉机被启动时，所述拖拉机的整车控制器20的电源管理模块 21控制所述电源装置30的所述燃料电池装置31的燃料电池放电开关314断开，和控制所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容放电开关 3212闭合，以允许所述超级电源装置30的所述超级电容装置32单独向所述拖拉机的动力装置50供电；

(B)当所述拖拉机处于平稳运行或者低功率运行时，所述拖拉机的整车控制器20的所述电源管理模块21控制所述电源装置30的所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3212断开，和控制所述燃料电池装置31的所述燃料电池放电开关314闭合，以允许所述燃料电池装置31单独向所述拖拉机的动力装置50供电；

(C)当所述拖拉机处于高功率运行模式时，所述拖拉机的整车控制器20的所述电源管理模块25控制所述电源装置30的所述燃料电池装置31的所述燃料电池放电开关314闭合，和控制所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器放电开关3212闭合，以允许所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32共同为所述拖拉机的动力装置供电。

在上述方法步骤(C)中，所述拖拉机处于高功率运行模式，所述电源装置 30的所述燃料电池装置31和所述超级电容装置32共同供电，此时所述整车控制器20的电源管理模块25控制所述超级电容装置32的所述超级电容器321的所述超级电容器充电开关断开，以使所述超级电容装置32处于放电状态。

值得一提的是，所述拖拉机在启动后的运行过程中，所述拖拉机的高功率运行模式和低功率运行模式会随着驾驶人员的操作控制或者依据所述拖拉机的实际运行情况由所述整车控制器20判断和切换。

依照本实用新型的另一方面，所述拖拉机的电源装置30的所述超级电容装置32具有两种状态，即充电状态和放电状态。在行驶状态下可以由所述燃料电池装置31为所述超级电容装置32供电，在制动状态下，还可以由制动发电装置 70将所述拖拉机在制动过程中产生的电能存储至所述超级电容装置中，因此，本实用新型进一步提供一拖拉机的超级电容装置32的充电方法，包括方法步骤：

(a)在拖拉机运行过程中，由所述拖拉机的整车控制器20的所述电源管理模块21的所述充电管理模块211控制所述电源装置30的所述超级电容装置32 的超级电容器321的超级电容器充电开关3212闭合，和控制所述超级电容器321 的超级电容器放电开关3213断开，以允许所述电源装置30的燃料电池装置31 向所述超级电容装置输送电能；

(b)在所述拖拉机制动过程中，由所述拖拉机的整车控制器20的所述制动控制模块25控制所述电源装置30的所述超级电容装置32的超级电容器321的超级电容器充电开关3212断开，和控制所述超级电容器321的超级电容器放电开关3213闭合，由所述制动发电装置70在制动过程中产生的电能传输并存储至所述超级电容装置32。

在上述充电方法步骤(b)中，还包括步骤(b1)所述制动发电装置70将在制动过程中生成的电能传输至电能处理装置40的超级电容电能处理装置42，然后藉由所述电能处理装置40将处理好的电能传输至所述超级电容装置32的所述超级电容器321。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (35)

1.一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，包括：

一拖拉机本体；

一电源装置，所述电源装置被设置于所述拖拉机本体，其中所述电源装置包括一燃料电池装置和被电连接于所述燃料电池装置的一超级电容装置，所述燃料电池装置和所述超级电容装置被设置向所述拖拉机提供电能，其中所述燃料电池装置还被设置向所述超级电容装置充电；

一整车控制器，其中所述整车控制器被设置控制所述电源装置的所述燃料电池装置和所述超级电容装置供电，和控制所述拖拉机的运行；

一动力装置，所述动力装置被设置电连接于所述电源装置，和被可控制地连接于所述整车控制器，所述动力装置在所述电源装置的供能作用下由所述整车控制器控制生成动能；和

一传动装置，其中所述传动装置被可传动地连接于所述动力装置，和可传动地连接于所述拖拉机本体，以使所述动力装置将动能传输至所述传动装置，然后藉由所述传动装置驱动所述拖拉机行进。

2.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述电源装置的所述燃料电池装置和所述超级电容装置被并行地电连接于所述动力装置，当所述拖拉机启动时，由所述超级电容装置单独向所述动力装置供电，以便在短时间内启动所述拖拉机，当所述拖拉机处于低功率运行时，由所述燃料电池装置单独向所述动力装置供电，缩短电能传输的路径从而减少电能的损耗，当所述拖拉机处于高功率运行时，由所述电源装置的燃料电池装置和超级电容装置共同为所述动力装置供电，以便为所述动力装置提供充足的电能。

3.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述拖拉机本体包括一制动系统，所述制动系统被可通信地连接于所述整车控制器，当制动系统被启动时，所述拖拉机本体在被制动的同时，所述整车控制器接收到来自于所述制动系统的制动信号，进而由所述整车控制器控制所述电源装置停止向所述动力装置供电，进而阻止所述动力装置的工作。

4.根据权利要求3所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述拖拉机本体进一步包括一功率控制器，其中所述功率控制器被可通信地连接于所述整车控制器，当所述功率控制器向所述整车控制器发送控制指令进而由所述整车控制器控制所述电源装置的供电模式和所述动力装置，以调整所述拖拉机的输出功率和运行功率。

5.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述燃料电池装置包括一燃料电池发电装置，一燃料电池散热装置，以及一燃料储存装置，其中所述燃料储存装置被设置用于储存所述燃料电池装置发电所需要的燃料，所述燃料电池发电装置是所述燃料电池装置将燃料的生物能转化为电能的发生装置，所述燃料电池散热装置被设置用于减少所述燃料电池装置在工作过程中产生的热量，避免由于长时间工作而造成的所述燃料电池装置过热。

6.根据权利要求5所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述燃料电池装置进一步包括一燃料电池放电开关，所述燃料电池放电开关被用于控制所述燃料电池装置的所述燃料电池发电装置与所述拖拉机的所述动力装置的导通和断开状态。

7.根据权利要求6所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述燃料电池装置的所述燃料电池放电开关被可控制地连接于所述整车控制器，所述燃料电池放电开关在所述整车控制器的控制作用下，进而控制所述燃料电池装置与所述动力装置之间电路的导通状态。

8.根据权利要求7所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述燃料电池装置为一氢氧燃料装置。

9.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述超级电容装置包括至少一超级电容器，一超级电容散热装置，其中所述超级电容器被用于储存电能和将存储的电能向外输送至所述拖拉机的所述动力装置，以驱动所述动力装置运行，所述超级电容散热装置被设置用以降低所述超级电容装置在工作过程中产生的温度，避免所述超级电容器的温度过高。

10.根据权利要求9所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述超级电容装置的所述超级电容装器包括一超级的电容器本体和一超级电容器充电开关，其中所述超级电容器充电开关被设置于所述超级电容器的所述超级电容器本体与所述燃料电池装置的所述燃料电池发电装置之间，当所述超级电容器充电开关处于导通状态时，所述燃料电池装置产生的电能被允许传输至所述超级电容装置的所述超级电容器，以便向所述超级电容器充电，当所述超级电容器充电开关处于断开状态时，所述燃料电池装置的电能被阻止向所述超级电容装置的所述超级电容器传输。

11.根据权利要求10所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述超级电容装置的所述超级电容器进一步包括一超级电容器放电开关，所述超级电容器放电开关被可通断地电连接于所述超级电容器的所述超级电容器本体与所述动力装置之间，被用于控制所述超级电容器与所述动力装置的通电状态。

12.根据权利要求11所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器放电开关和所述超级电容器充电开关被可控制地连接于所述整车控制器，藉由所述整车控制器来控制所述超级电容器放电开关和所述超级电容器充电开关的通断状态，进而控制所述超级电容器的充电状态和放电状态。

13.根据权利要求12所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述超级电容装置包括二超级电容器，并且所述超级电容装置的所述二超级电容器之间彼此相互独立，并且当所述超级电容装置的一超级电容器在放电过程中不影响另一所述超级电容器充电过程。

14.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述整车控制器包括一电源管理模块，其中所述电源管理模块被设置用于管理和控制所述电源装置向所述动力装置输出的电能，和控制所述电源装置的所述燃料电池装置向所述超级电容装置充电。

15.根据权利要求14所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述整车控制器进一步包括一动力控制模块，所述动力控制模块被设置以控制所述动力装置在所述电源装置的驱动作用下输出动能。

16.根据权利要求15所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述电源管理模块包括一充电管理模块，其中所述充电管理模块被设置用于控制所述电源装置的所述燃料电池装置在所述超级电容装置电量不足时向所述超级电容装置充电，和在所述超级电容装置储存电量到达一定程度时，阻止所述燃料电池装置向所述超级的电容装置充电。

17.根据权利要求16所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述充电管理模块包括一电源检测模块和一充电控制模块，其中所述超级电容装置包括至少一超级电容器，其中所述超级电容器包括一超级电容器充电开关与一超级电容器放电开关，其中所述电源检测模块被设置用于检测所述超级电容装置的所述超级电容器当前的电量，所述充电控制模块被设置用于控制的所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器充电开关和所述超级电容器放电开关的导通状态。

18.根据权利要求17所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述超级电容装置的所述电源管理模块进一步包括一电源切换模块，所述电源装置的供能模式由所述整车控制器的所述电源管理模块的所述电源切换模块通过控制所述电源装置的所述燃料电池装置的所述燃料电池放电开关以及所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器放电开关和超级电容器充电开关的通断状态来控制。

19.根据权利要求18所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述拖拉机本体进一步包括一功率控制器，其中所述功率控制器被可通信地连接于所述整车控制器，当所述功率控制器向所述整车控制器发送控制指令进而由所述整车控制器控制所述电源装置的供电模式和所述动力装置，以调整所述拖拉机的输出功率和运行功率。

20.根据权利要求19所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述整车控制器进一步包括一信号接收模块，一判断模块，其中所述信号接收模块被设置以接收来自于所述功率控制器给与所述整车控制器的功率信号，和接收来自于所述动力装置向所述整车控制器发送的动力信号，并将接收到的功率信号和动力信号传输至所述判断模块，所述判断模块被设置用于根据接收到的所述功率信号和动力信号判断此时所述拖拉机的运行状态。

21.根据权利要求20所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，当所述判断模块判断当前所述拖拉机的运行状态发生改变后，所述判断模块生成相应的判断结果和将判断结果传输至所述电源管理模块，然后藉由所述电源管理模块的所述电源切换模块调整所述电源装置的供能模式，进而调整所述拖拉机的运行模式。

22.根据权利要求21所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述整车控制器的所述信号接收模块被可通信地连接于所述动力控制模块，当所述信号接收模块接收到来自于所述功率控制器的功率调整信号时，所述信号接收模块将所述功率调整信号传输至所述动力控制模块，然后藉由所述动力控制模块调整所述动力装置的输出动力。

23.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述拖拉机进一步包括一电能处理装置，其中所述电能处理装置被可通电地连接于所述电源装置和电连接于所述动力装置，其中所述电能处理装置被设置以调整所述电源装置的电压和电流的大小，以便为所述动力装置提供合适的电能。

24.根据权利要求23所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述电能处理装置包括一燃料电池电能处理装置，其中所述燃料电池电能处理装置被电连接于所述电源装置的所述燃料电池装置的所述燃料电池发电装置，和电连接于所述动力装置，所述燃料电池电能处理装置接收来自于所述燃料电池装置的电能并将电能处理生成适配于所述动力装置使用的电能，和将处理好的电能传输至所述动力装置，以驱动所述动力装置工作。

25.根据权利要求24所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述电能处理装置包括一超级电容电能处理装置，其中所述超级电容电能处理装置被电连接于所述电源装置的所述超级电容装置，和电连接于所述动力装置，以使所述超级电容电能处理装置接收来自于所述电源装置的所述超级电容装置的电能，并将电能处理后生成适配于所述动力装置工作的电能，和将处理后的电能传输至所述动力装置，以驱动所述动力装置正常工作。

26.根据权利要求25所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述电能处理装置的所述超级电容电能处理装置为一双向DC-DC转化器。

27.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述拖拉机进一步包括一制动发电装置，其中所述拖拉机本体包括一制动系统，其中所述制动发电装置被设置于所述拖拉机的所述制动系统，所述制动发电装置被用于收集所述拖拉机在制动过程中的能量，和将所收集到的能量转化为电能并将电能存储于所述电源装置的所述超级电容装置。

28.根据权利要求27所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述整车控制器进一步包括一制动控制模块，其中所述制动控制模块被可通信地连接于所述电源装置和可通信地连接于所述制动发电装置，其中所述超级电容装置包括至少一超级电容器，其中所述超级电容器包括一超级电容器充电开关与一超级电容器放电开关，当所述拖拉机的所述制动系统被启动，所述电源装置在所述整车控制器的控制作用下停止向所述动力装置提供电能的同时，所述整车控制器的所述制动控制模块控制关闭所述超级电容装置的所述超级电容器的所述超级电容器充电开关，和打开所述超级电容器的所述超级电容器放电开关，以便所述制动发电装置产生的电能通过所述超级电容器放电开关传输至所述超级电容装置的所述超级电容器中，进而由所述超级电容器将所述拖拉机制动产生的电能储存。

29.根据权利要求28所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述拖拉机进一步包括一电能处理装置，其中所述电能处理装置被可通电地连接于所述电源装置和电连接于所述动力装置，其中所述电能处理装置被设置以调整所述电源装置的电压和电流的大小，以便为所述动力装置提供合适的电能。

30.根据权利要求29所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述电能处理装置包括一超级电容电能处理装置，其中所述超级电容电能处理装置被电连接于所述电源装置的所述超级电容装置，和电连接于所述动力装置，以使所述超级电容电能处理装置接收来自于所述电源装置的所述超级电容装置的电能，并将电能处理后生成适配于所述动力装置工作的电能，和将处理后的电能传输至所述动力装置，以驱动所述动力装置正常工作。

31.根据权利要求30所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述拖拉机的所述制动发电装置被电连接于所述电能处理装置的所述超级电容电能处理装置，然后藉由所述超级电容电能处理装置将处理好的电能储存于所述电源装置的所述超级电容装置。

32.根据权利要求15所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述拖拉机进一步包括一电能处理装置，其中所述电能处理装置被可通电地连接于所述电源装置和电连接于所述动力装置，其中所述电能处理装置被设置以调整所述电源装置的电压和电流的大小，以便为所述动力装置提供合适的电能。

33.根据权利要求32所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述动力装置包括一电机控制器和至少一电机装置，其中所述电机控制器被设置可控制地电连接于所述电机装置，和电连接于所述电能处理装置，所述电机控制器被可通信地连接于所述整车控制器，所述电机控制器在所述整车控制器的所述动力控制模块的控制作用下，被设置调节所述电机装置的转速，进而调节所述动力装置的输出动能。

34.根据权利要求33所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，所述电机装置为一交流电机。

35.根据权利要求1所述的燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机，其特征在于，其中所述传动装置包括一变速箱装置，一传动轴以及一动力输出轴，其中所述动力装置包括和至少一电机装置，其中所述变速箱装置被设置用于可传动地连接于所述动力装置的所述电机装置，和接收来自于所述动力装置的动能，和将动能传输至所述传动轴以及所述动力输出轴，进而驱动所述拖拉机的行进和驱动所述拖拉机的作业系统工作。

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