CN217672177U

CN217672177U - 带sofc的混合动力车

Info

Publication number: CN217672177U
Application number: CN202221184089.8U
Authority: CN
Inventors: 徐世平; 于波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-05-17
Filing date: 2022-05-17
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2032-05-17

Abstract

本发明属于新能源汽车技术领域。本发明公开了一种带SOFC的混合动力车，包括：燃料箱、SOFC、控制系统、电池和动力电机；所述燃料箱与SOFC通过燃料输送管路相连通；所述控制系统通过信号传输线路分别与SOFC、电池和动力电机相连通。本实用新型具有强动力、超平顺、长续航、超省油的优点。

Description

带SOFC的混合动力车

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域。

背景技术

目前新能源汽车以纯电动汽车和质子交换膜燃料电池汽车为主，但动力电池能量密度低，纯电动汽车存在续航里程不足、充电桩缺乏、充电时间过长等问题；对于质子交换膜燃料电池汽车，高纯氢气的生产需要较高的成本和能耗，搭建(用于燃料加注、贮存、运输)基础设施也需要大量资金投入，发电需要贵金属催化剂，预计整体成本会非常大。

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种可以直接将化学能转化为电能的装置，具有发电效率高、燃料种类广、无需贵金属催化剂、易于模块化组装、产物清洁、低噪声等优点，十分适合作为车用动力源。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带SOFC的混合动力车，其动力源为SOFC系统和动力电池，以解决SOFC启动时间长，纯电动汽车里程不足、充电桩缺乏、充电速度慢等问题。

有鉴于此，本实用新型提供的一种带SOFC的混合动力车，包括：燃料箱、SOFC、控制系统、电池和动力电机；所述燃料箱与SOFC通过燃料输送管路相连通；所述SOFC第一端通过燃料输送管路与燃料箱相连通并从燃料箱中获得燃料；所述SOFC第二端通过电力传输线路与驱动电机相连通；所述SOFC第三端与电池通过电力传输线路相连通；所述SOFC第四端通过信号传输线路与控制系统相连通；所述电池第一端通过电力传输线路与SOFC相连通并为其提供启动电力，同时SOFC通过电力传输线路为电池充电；所述第二端通过电力传输线路与动力电机相连通并为其提供驱动电力；所述第三端通过信号传输线路与控制系统相连通，控制系统控制和实现电池的供电或充电状态；所述控制系统通过信号传输线路分别与SOFC、电池和动力电机相连通；所述控制系统依据电池、动力电机和SOFC的状态通过信号传输线路控制SOFC的启停工作、电池的充放电状态和动力电机启停工作；动力电机第一端通过电力传输线路与电池相连通，电池通过通过电力传输线路为动力电机提供驱动电力；其第二端通过电力传输线路与SOFC相连通，SOFC通过电力传输线路为动力电机提供驱动电力；其第三端通过信号传输线路与控制系统相连通并实现信号的上传和下载；其第四端通过动力传输装置与被驱动部件相连通并为其提供动力。

在本实用新型的具体实施方式中，所述燃料箱中装有SOFC所需的燃料。

在本实用新型的具体实施方式中，所述SOFC从燃料箱中获得燃料并通过燃料燃烧将化学能转变成电能。

在本实用新型的具体实施方式中，所述燃料箱的燃料是可以燃烧的燃料、油料、试剂等固体或者液体。

在本实用新型的具体实施方式中，还包括被驱动部件，所述被驱动部件为可以移动的物体。

本实用新型具有强动力、超平顺、长续航、超省油的优点。

附图说明

图1是带SOFC的混合动力车示意图。

其中，1为燃料箱，2为SOFC，3为控制单元，4为电池，5为动力电机，6为被驱动部件。

具体实施方式

实施例

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

图1为带SOFC的混合动力车示意图。带SOFC的混合动力车，包括燃料箱、SOFC、控制系统、电池和动力电机、被驱动部件。

燃料箱与SOFC通过燃料输送管路相连通，燃料箱中装有固体氧化物燃料电池(SOFC)所需的燃料，所述燃料经过SOFC后输出电能优先直接驱动动力电机，不够部分使用电池供电补充；当SOFC输出功率有剩余时，控制系统调控其剩余电力为电池充电。停车时，动力电机不需要驱动，燃料继续通进SOFC转变成电能并输出电能为电池充电，直至其荷电状态达到阈值停止SOFC供应电能。所述燃料箱的燃料是可以燃烧的燃料、油料、试剂等固体或者液体。

SOFC第一端通过燃料输送管路与燃料箱相连通并从燃料箱中获得燃料；SOFC通过燃料燃烧将化学能转变成电能；其第二端通过电力传输线路与驱动电机相连通，SOFC通过电力传输线路将电能输送给动力电机实现动力电机驱动；其第三端与电池通过电力传输线路相连通，在SOFC启动时由电池提供启动电力，同时在SOFC在为东动力电机提供电力有剩余时或不需要为东力电机提供电力时为电池进行充电；其第四端通过信号传输线路与控制系统相连通，SOFC的启停工作由控制系统进行信号采集、判断和控制。

控制系统，所述控制系统通过信号传输线路分别与SOFC、电池和动力电机相连通；所述控制系统依据采集到的电池、动力电机和SOFC的状态信号并通过信号传输线路控制SOFC的启停工作、电池的充放电状态和动力电机启停工作。

电池第一端通过电力传输线路与SOFC相连通并为其提供启动电力，同时SOFC通过电力传输线路为电池充电；其第二端通过电力传输线路与动力电机相连通并为其提供驱动电力；其第三端通过信号传输线路与控制系统相连通，控制系统控制和实现电池的供电或充电状态。

动力电机第一端通过电力传输线路与电池相连通，电池通过通过电力传输线路为动力电机提供驱动电力；其第二端通过电力传输线路与SOFC相连通，SOFC通过电力传输线路为动力电机提供驱动电力；其第三端通过信号传输线路与控制系统相连通并实现信号的上传和下载；其第四端通过动力传输装置与被驱动部件相连通并为其提供动力。

被驱动部件，所述被驱动部件为可以移动的物体。

本实用新型利用SOFC和动力电池作为汽车的动力源，通过SOFC、动力电池和电机的有效组合，使三者都处于高效运行区间，高效覆盖全部工况。在汽车启动阶段，由动力电池提供汽车所需的功率，并用利用该电力启动SOFC电堆(或燃料燃烧启动电堆)；待SOFC电堆完全启动后，输出功率驱动电机，同时利用多余电力为动力电池充电；当汽车停车时，SOFC系统可作为分布式发电电源，继续为动力电池充电。本实用新型兼顾了SOFC和动力电池的优势，同时又规避了二者单独使用时的缺陷，具有强动力、超平顺、长续航、超省油的优点。其主要优点如下：1)解决了SOFC启动时间长的问题；2)利用动力电池与SOFC的配合为负载进行混合供电，弥补在SOFC系统没达到较理想工作条件时欠缺的功率问题，保证SOFC始终处于高效运行区间；3)在运行过程中SOFC不仅可以直接为汽车提供电力，还可用剩余电力为动力电池充电，为汽车起到良好的增程作用，解决纯电动汽车里程焦虑问题；4)可保证SOFC系统平稳运行，直至动力电池功率达到上线；5)当停车时，可以利用SOFC系统进行分布式发电，为动力电池继续充电，解决新能源汽车的充电问题；6)可以大大减小汽车对动力电池的需求，所需动力电池的质量和体积都降低，有利于汽车的轻量化设计。

本实用新型提供了一种带SOFC分布式发电和混合动力系统的新能源汽车，其动力源为SOFC和动力电池组成的混合动力系统。该混合动力系统利用动力电池作为车辆启动电源，解决SOFC单独使用时启动慢的问题；SOFC系统可用动力电源启动，也可用燃料燃烧加热启动；加入SOFC可以在正常行驶时为动力电池充电，保持动力电池的荷电状态处于较高水平，极大地增加行驶里程，解决纯电动汽车里程不足的问题，同时也可保证SOFC系统平稳运行；停车时，SOFC可以继续工作，作为分布式发电电源为动力电池充电，解决电池充电时间长、充电桩缺乏的问题，甚至可以不需要充电桩，极大节约国家建设资金(尤其老旧小区如果要加装大量的充电桩，要对电力设施进行改造，费用非常高)；SOFC可以使用碳氢燃料，如甲烷、汽油、柴油、甲醇、乙醇等，便于车载；通过动力电池、SOFC和电机三者的有效组合，保证三者都处于高效运行区间，高效地覆盖所有工况；相对于传动燃油车和油电混合汽车，没有抖动和噪声，产物清洁。该混合动力系统不仅兼顾二者的优点，同时规避了各自单独使用时的缺点，具有强动力、超平顺、长续航、超省油的优点。

本实用新型提供了一种带SOFC分布式发电和混合动力系统的新能源汽车，由混合动力系统和其它整车部件等组成。混合动力系统包括SOFC系统、动力电池、电机、油箱、控制单元等。油箱与SOFC系统相连接，SOFC系统既与动力电池相连，又与电机相连接。其中SOFC系统还作为停车时分布式发电的电源。其它整车部件主要是指除动力源之外的部件，包括传动系、制动系、转向系、车身等。SOFC系统是一个集成装置，包括空气压缩机、油泵、SOFC电堆、燃烧器、换热器(或包括重整器)等。油箱中的燃料经过SOFC系统后输出电功，可直接驱动电机；也可为动力电池充电，保证其荷电状态处于较高状态。

Claims

1.带SOFC的混合动力车，其特征在于，包括：

燃料箱、SOFC、控制系统、电池和动力电机；

所述燃料箱与SOFC通过燃料输送管路相连通；

所述SOFC第一端通过燃料输送管路与燃料箱相连通并从燃料箱中获得燃料；所述SOFC第二端通过电力传输线路与驱动电机相连通；所述SOFC第三端与电池通过电力传输线路相连通；所述SOFC第四端通过信号传输线路与控制系统相连通；

所述电池第一端通过电力传输线路与SOFC相连通并为其提供启动电力，同时SOFC通过电力传输线路为电池充电；所述第二端通过电力传输线路与动力电机相连通并为其提供驱动电力；所述第三端通过信号传输线路与控制系统相连通，控制系统控制和实现电池的供电或充电状态；

所述控制系统通过信号传输线路分别与SOFC、电池和动力电机相连通；所述控制系统依据电池、动力电机和SOFC的状态通过信号传输线路控制SOFC的启停工作、电池的充放电状态和动力电机启停工作；

2.依据权利要求1所述带SOFC的混合动力车，其特征在于，所述燃料箱中装有SOFC所需的燃料。

3.依据权利要求1所述带SOFC的混合动力车，其特征在于，所述SOFC从燃料箱中获得燃料并通过燃料燃烧将化学能转变成电能。

4.依据权利要求2所述带SOFC的混合动力车，其特征在于，所述燃料箱的燃料是可以燃烧的燃料、油料、试剂等固体或者液体。

5.依据权利要求1所述带SOFC的混合动力车，其特征在于，还包括被驱动部件，所述被驱动部件为可以移动的物体。