多能源电动汽车教学设备及其实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种多能源电动汽车教学设备及其实现方法，该设备包括汽车底盘、汽车车身、汽车上的电器和汽车故障设置与考核系统，还包括一多能源管理系统，以及分别与此多能源管理系统相连的纯电动动力系统、内燃机动力系统、太阳能动力系统、风能动力系统、燃料电池动力系统和减速制动、排气能量回收装置，各个动力系统均能够提供汽车运行能量，用于进行各个动力系统的结构原理教学；同时多能源管理系统还用于根据汽车负荷大小，选择相应动力系统或组合驱动汽车运行。本发明采用系统工程方法，将各种能量有机融合，共同驱动汽车行驶。也可单独利用各种能源进行实验教学和故障设置与考核，从而节省实验教学成本，同时也有利于多能源汽车的研发。
【专利说明】多能源电动汽车教学设备及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车教学设备研究领域，特别涉及一种多能源电动汽车教学设备及其实现方法。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的快速发展，能源与环境已经成为人类发展和生存的重大问题，传统汽车使用的石油燃料正面临枯竭，而且有害尾气排放严重，为了解决能源短缺、环境污染问题，人类开发了电动汽车等新能源汽车。
[0003]电动汽车是依靠电能驱动的车辆，在行驶过程中基本不排放有害气体，成为21世纪汽车的发展方向，世界各国都高度重视新能源汽车的发展。2010年美国首次将新能源汽车提到国家战略层面，明确提出2015年美国要有100万辆充电式混合动力车；我国2010年出台《新能源汽车产业发展规划》，提出未来10年，中央财政投入将达1000亿元，使新能源汽车保有量达到500万辆。
[0004]技术推广、教育先行，作为新能源汽车技术推广，目前部分学校已经开设相关课程，但是普遍缺少实验设备，如果购买真实新能源汽车，价格十分昂贵，如比亚迪E6纯电动汽车，一台售价30多万，而且功能单一，不适合教学，不能进行故障设置与检测和考核。
[0005]近年来也有将电动汽车动力系统以实验台形式展示，如中国专利申请201120275192和201120275193，分别公开了一种混联式混合动力汽车实验台和串联式混合动力汽车实验台，其台架仅限于电动汽车的动力系统，不是整台可移动的汽车，而且只能进行一种能源转换，功能单一，不能将多种能源进行有机融合，大大增加了开支。而其他的一些关于电动汽车的发明，都是基于电动汽车的局部改进，不属于实验教学设备设计领域。所以，设计开发出一种多功能的多能源混合动力汽车教学实验台，有着重要的理论意义和实际应用价值。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多能源电动汽车教学设备，该设备利用系统工程原理，通过一多能源管理系统，将多种新能源有机融合，共同驱动汽车行驶，可以直观显示多种新能源汽车的基本结构和工作原理，还可以进行电动汽车的智能故障设置、检测和考核，大大方便教学，节约开支，有利推广。
[0007]本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于上述教学设备的实现方法。
[0008]本发明的目的通过以下的技术方案实现:多能源电动汽车教学设备，包括汽车底盘、汽车车身、汽车上的电器和汽车故障设置与考核系统，，还包括一多能源管理系统，以及分别与此多能源管理系统相连的纯电动动力系统、内燃机动力系统、太阳能动力系统、风能动力系统、燃料电池动力系统，各个动力系统均能够驱动汽车运行，用于进行各个动力系统的结构原理教学；同时多能源管理系统还用于根据汽车负荷大小，选择相应动力系统或若干个动力系统组合驱动汽车运行。本发明采用系统工程方法和多能源管理系统，将化学能、电能、机械能、动能、太阳能、风能、燃料电池能量等有机融合，共同驱动汽车行驶。也可以单独做各种能源利用实验，从而节省实验教学成本，同时也有利于多能源汽车的研发。
[0009]具体的，所述纯电动动力系统包括蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中蓄电池组与多能源管理系统相连，在多能源管理系统作用下控制驱动电机运转，进而控制传动装置。
[0010]优选的，所述内燃机动力系统包括内燃机、传动装置，其中内燃机与多能源管理系统相连，多能源管理系统控制内燃机启动，直接通过传动装置带动车轮行驶。
[0011]更进一步的，所述内燃机动力系统和纯电动动力系统相混合，包括内燃机、发电机、蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中内燃机、蓄电池组与多能源管理系统相连，在蓄电池组内电力大于25%时，多能源管理系统通过纯电动动力系统驱动车辆行驶；一旦蓄电池组电力低于25%，则认为电力严重不足，此时多能源管理系统通过内燃机动力系统驱动车辆行驶，同时内燃机带动发电机运转，向蓄电池组充电。在实际应用中，如果汽车超负荷，则蓄电池组还可通过驱动电机，同时驱动车辆行驶，所以电动汽车此时发出的功率将是内燃机和电动机功率之和，这也是电动汽车的一大优点。
[0012]优选的，所述教学设备还包括用于将内燃机排气能量进行回收利用的内燃机排气能量回收装置，包括排气道、排气门、排气涡轮、进气涡轮、进气道、进气门，发动机排气经过排气门、排气道，带动排气涡轮转动，再经传动轴带动进气涡轮转动，将空气增压，经进气道、进气门进入气缸。从而可以使空气密度增加，气缸供油量可增加，燃烧更充分，提高了内燃机功率，降低了燃料消耗。
[0013]更进一步的，所述内燃机排气能量回收装置与多能源管理系统相连，还包括发电机，发动机排气经过排气门、排气道，带动排气涡轮转动，再经传动轴带动发电机转动，产生的电能经多能源管理系统控制后向蓄电池组进行充电。从而可以利用废气实现电动汽车的供电。
[0014]具体的，所述太阳能动力系统包括太阳能电池板，与多能源管理系统相连，太阳能电池板将太阳能转换为电能，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电。
[0015]具体的，所述风能动力系统包括风扇、风力发电机，风扇安装在汽车表面和排气管后方，风力发电机与多能源管理系统相连，汽车前进以及汽车排气时，风扇转动，带动发电机发电，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电。
[0016]更进一步的，所述教学设备还包括汽车制动和减速能量回收装置，包括车轮传感器、逆变器，一旦车轮传感器检测到当前车辆处于制动或减速，则将信息传递到多能源管理系统，该系统控制驱动电机变换为发电机，产生的电能通过逆变器、多能源管理系统后向蓄电池组充电。从而使汽车制动和减速时产生的能量得到有效回收和利用。
[0017]具体的，所述燃料电池动力系统包括氢燃料、燃料电池，燃料电池与多能源管理系统相连，燃料电池将燃料燃烧的化学能转换为电能，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电。作为真正的燃料电池汽车，产生的电流可以直接驱动电机运转，带动汽车行驶。作为教学用途，燃料电池产生的电流较小，主要是给蓄电池充电，再由蓄电池驱动电机运转，带动汽车行驶。
[0018]更进一步的，所述燃料电池为单体燃料电池组，单体燃料电池包括正极、负极、电解质、氢燃料通道、空气通道，正、负极板采用活性炭制成，置于电解质溶液中。[0019]具体的，所述教学设备还包括用于对教学设备中各器件进行故障设置的故障设置与考核系统，该系统包括人机交互单元以及PLC控制器。
[0020]一种基于上述教学设备的实现方法，分为两种:
[0021](I)在多能源管理系统控制下，驱动纯电动动力系统、内燃机动力系统、太阳能动力系统、风能动力系统、燃料电池动力系统分别独立运行，进行各个动力系统的结构原理教学；
[0022](2)根据汽车负荷大小，多能源管理系统选择相应动力系统或若干个动力系统组合驱动汽车运行，具体步骤如下:
[0023](2-1)汽车起步时，多能源管理系统控制由蓄电池组向驱动电机供电，使汽车快速起步;
[0024](2-2)汽车小负荷(相当于发动机节气门30%开度以内)时，多能源管理系统仍然控制蓄电池组向驱动电机供电，驱动汽车行驶，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；
[0025](2-3)汽车中负荷(相当于发动机节气门30%_85%开度)时，只要蓄电池组存电充足，多能源管理系统仍然控制蓄电池组向驱动电机供电，驱动汽车行驶，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；如果存电不足，则控制内燃机起动，直接驱动汽车行驶，同时带动发电机，向蓄电池组充电，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；
[0026](2-4)汽车大负荷(相当于发动机节气门85%以上开度)和超负荷时，多能源管理系统控制内燃机起动，直接驱动汽车行驶，同时蓄电池组向驱动电机供电，一起驱动汽车，另外内燃机也带动发电机，向蓄电池组充电，同时太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电。
[0027]更具体的，所述多能源管理系统还对各动力系统运行参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电监测、显示报警、充放电模式选择，并通过PLC对汽车上的传感器或执行器进行数据采集、模拟、输出，与车辆集成控制器或充电机进行信息交互。从而保障电动汽车高效、可靠、安全运行。
[0028]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0029]1、本发明利用系统工程原理，通过一多能源管理系统，将化学能、电能、动能、太阳能、风能、燃料电池能量、排气能量等有机融合，共同驱动教学汽车行驶。该教学设备将多种新能源组合在一辆汽车上，可以直观显示多种新能源汽车的基本结构和工作原理，还可以进行电动汽车的智能故障设置、检测和考核，大大方便教学，节约开支，有利推广。
[0030]2、本发明将多种动力系统集成在一台电动汽车上，可进行纯电动汽车的结构原理教学；可进行内燃机与电动汽车的混合动力汽车结构原理教学；可进行内燃机排气能量回收的结构原理教学；可进行燃料电池电动汽车的结构原理教学；可进行太阳能利用的结构原理教学；可进行风能利用的结构原理教学；可进行汽车制动和减速能量回收的结构原理教学；可进行汽车在各种工况多种能源优化匹配的结构原理教学。可进行多种能源电动汽车使用教学(含起动、加速、中速、高速、减速、制动等)；可进行多种新能源汽车检测维修教学(含各种传感器、执行器、控制器检测)；可进行多种新能源汽车智能故障设置和诊断排除教学；可进行多新能源汽车结构原理、使用维修和故障设置、检测排除技能考核。
【专利附图】
【附图说明】[0031]图1是本发明多能源电动汽车的结构示意图。
[0032]图2是本发明多能源电动汽车的工作原理图。
[0033]图3是本发明的纯电动动力系统的结构原理图。
[0034]图4是本发明的内燃机与纯电动的混合动力汽车的结构原理图。
[0035]图5是本发明的内燃机排气能量回收装置的结构原理图。
[0036]图6是本发明太阳能动力系统的结构原理图。
[0037]图7是本发明太阳能电池板的结构原理图。
[0038]图8是本发明风能动力系统的结构原理图。
[0039]图9是本发明风力发电装置的结构原理图。
[0040]图10是本发明汽车制动和减速能量回收装置的结构原理图。
[0041]图11是本发明燃料电池动力系统的结构示意图。
[0042]图12是本发明燃料电池的工作原理示意图。
[0043]图13是本发明的纯电动汽车电路的故障设置图。
[0044]图14是本发明的故障设置与考核系统的结构原理图。
[0045]图15是本发明的故障评分系统的流程图。
【具体实施方式】
[0046]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0047]实施例1
[0048]如图1所示，多能源电动汽车教学设备的结构主要包括多能源管理系统7，多能源管理系统7与多种能源动力系统相连，例如动力电池、内燃机、发电机、燃料电池、太阳能电池板1、风力发电机、电动机、制动能量回收装置等、汽车底盘(含动力传动系统6、行驶系统
5、转向系统2、制动系统8等)、汽车上的电器4 (含灯光、信号、仪表、音响等)、汽车车身3(含车体、车架、座椅等)、电动汽车故障设置与考核系统(含汽车教学电路板10、故障设置装置9、故障检测端子、考核与评分系统等)。其总体工作原理示意图如图2所示，各个分部分的工作原理分述如下:
[0049]1、纯电动汽车的结构原理教学功能
[0050]如图3所示,纯电动汽车是指由纯电动动力系统驱动,纯电动动力系统包括蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中蓄电池组与多能源管理系统相连，在多能源管理系统作用下控制驱动电机运转，进而控制传动装置。工作时，蓄电池组电源电路接通，电流从蓄电池组，经多能源管理系统控制输出，驱动电机运转，经汽车传动装置，带动车轮行驶。蓄电池组放电电流大小和存电情况通过显示装置显示。
[0051]该多能源管理系统还进行如下操作:(1)实时跟踪电池运行状态及参数检测:实时采集电池充放电状态，采集的数据包括电池总电压、电池总电流等。由于动力电池都是串联使用的，所以对这些参数进行实时、快速、准确的测量是电池管理的基础。(2)剩余电量估算:电池剩余能量相当于传统车的油量，估算是为了让司机及时了解系统运行状况。
[0052]2、内燃机与电动汽车的混合动力汽车的结构原理教学功能
[0053]如图4所示，内燃机与电动汽车的混合动力汽车是指由内燃机动力系统和纯电动动力系统相混合驱动，包括内燃机、发电机、蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中内燃机、蓄电池组与多能源管理系统相连，在蓄电池组内电力充足时，多能源管理系统通过纯电动动力系统驱动车辆行驶，如同纯电动汽车的工作原理；一旦蓄电池组电力不足(一般是低于25%)，则多能源管理系统控制内燃机启动，通过内燃机动力系统驱动车辆行驶，同时内燃机带动发电机运转，向蓄电池组充电。在实际应用中，如果汽车超负荷，则蓄电池组还可通过驱动电机，同时驱动车辆行驶。
[0054]发电机和蓄电池组的充、放电电流大小和存电情况通过显示装置显示。
[0055]3、内燃机排气能量回收装置的结构原理教学功能
[0056]内燃机排气流速快，温度高，能量大量浪费，还造成排气污染。本发明将内燃机排气能量分3个途径进行回收利用，如图5所示。
[0057]一是进行废气涡轮增压，即发动机排气经排气门16、排气道17，带动排气涡轮18转动，再经传动轴19带动进气涡轮11转动，将空气增压，经进气道12、进气门13进入气缸15的活塞14上方，由于空气密度增加，使得发动机供油量可增加，燃烧更充分，提高了内燃机功率，降低了燃料消耗。
[0058]二是利用废气能量发电，发动机排气经排气门16、排气道17，带动排气涡轮18转动，再经传动轴19带动发电机20转动，产生的电能经多能源管理系统，向蓄电池组进行充电。
[0059]三是利用废气能量驱动了风力发电机转动，产生的电能经多能源管理系统，向蓄电池组进行充电。
[0060]4、太阳能利用的结构原理教学功能
[0061]如图6所示，电动汽车的太阳能利用是通过太阳能电池进行光电转换变成电流，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池充电，蓄电池再向驱动电机供电，驱动汽车行驶。充电电流情况通过显示装置显示。
[0062]如图7所示，太阳能电池板接受太阳光照射并转换成电能。
[0063]5、风能利用的结构原理教学功能
[0064]如图8所示，电动汽车的风能利用是通过风力发电机转换变成电流，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池充电，蓄电池再向驱动电机供电，驱动汽车行驶。充电电流情况通过显示装置显示。
[0065]图9是风力发电装置，包括风扇、风力发电机、多能源管理系统、蓄电池组等组成，风扇安装在汽车流速较快的表面和排气管后方，汽车前进或者汽车排气时，风扇转动，通过齿轮箱等传动带动风力发电机发电，通过多能源管理系统，向蓄电池充电。
[0066]6、汽车制动和减速能量回收装置的结构原理教学功能
[0067]汽车制动和减速时，有许多能量浪费，通过汽车制动和减速能量回收装置，可以有效回收这部分能量。
[0068]如图10所示，电动汽车制动和减速时，通过车轮传感器把信息告知多能源管理系统，控制驱动电机变换为发电机，产生的电能通过逆变器，经多能源管理系统向蓄电池组充电。充电电流情况通过显示装置显示。
[0069]7、燃料电池动力系统的结构原理教学功能
[0070]电动汽车分纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等类型，采用燃料电池作为动力的电动汽车称为燃料电池电动汽车，它与其他能源的组合也可以称为混合动力汽车。
[0071]如图11所示，燃料电池动力系统包括氢燃料、燃料电池，燃料电池与多能源管理系统相连，燃料电池将燃料燃烧的化学能转换为电能，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电。
[0072]单体燃料电池主要由正极22、负极24、电解质23、氢燃料通道25、空气通道21等组成，如图12所示，正、负极板采用活性炭制成，置于电解质溶液中。
[0073]燃料电池工作时，外界不断供给负极氢气，供给正极空气，在催化剂(钼、多孔石墨等)作用下，产生如下反应:
[0074]负极2H2 — 4H++4e_
[0075]正极02+4H++4e — 2H20
[0076]负极经催化剂作用，氢原子中的电子被分离出来，在正极吸引下，在外电路形成电流，失去电子的氢离子，在正极与氧及电子结合为水，氧可从空气中获得，只要不断地供给氢气和带走水，燃料电池就可不断供给电能。
[0077]作为真正的燃料电池汽车，产生的电流可以直接驱动电机运转，带动汽车行驶。作为教学用途，燃料电池产生的电流较小，主要是给蓄电池充电，再由蓄电池驱动电机运转，带动汽车行驶。
[0078]工作时，蓄电池组电源电路接通，电流从蓄电池组，经多能源管理系统控制输出，驱动电机运转，经汽车传动系统，带动车轮行驶。蓄电池组放电电流大小和存电情况通过显示装置显示。
[0079]用于控制燃料电池的反应过程(起动、反应、输出电能的调整、停止等)，也是由多能源管理系统进行监控和检测。
[0080]8、多种能源优化匹配的结构原理教学功能
[0081]一部电动汽车集成多种能源，如何进行优化匹配很重要。图2是本发明多能源电动汽车优化匹配的工作原理图，其核心是靠多能源管理系统进行控制调节。
[0082]汽车起步时，多能源管理系统控制由蓄电池组向驱动电机供电，使汽车快速起
I K
少；
[0083]汽车小负荷(相当于发动机节气门30%开度以内)时，多能源管理系统仍然控制蓄电池组向驱动电机供电，驱动汽车行驶，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；
[0084]汽车中负荷(相当于发动机节气门30%_85%开度)时，多能源管理系统仍然控制蓄电池组向驱动电机供电，驱动汽车行驶，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；如果存电不足，则控制内燃机起动，直接驱动汽车行驶，同时带动发电机，向蓄电池组充电，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；
[0085]汽车大负荷和超负荷(相当于发动机节气门85%以上开度)时，只要蓄电池组存电充足，多能源管理系统控制内燃机起动，直接驱动汽车行驶，同时蓄电池组向驱动电机供电，一起驱动汽车，另外内燃机也带动发电机，向蓄电池组充电，同时太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；
[0086]汽车制动或减速时，多能源管理系统控制驱动电动机变换为发电机，产生的电能通过逆变器，经多能源管理系统向蓄电池充电，进行能量回收。[0087]多能源管理系统控制依据是通过电动汽车上的各种传感器(如加速踏板、车速传感器等)传递的信息，通过比对内部的固化程序，再进行输出控制。
[0088]9、故障设置、检测排除和技能考核教学功能
[0089]作为教学用途的电动汽车应该有故障设置、检测排除和技能考核等教学功能，本发明在电动汽车上可设置60多种电路故障，以纯电动汽车为例，故障设置如图13所示，手指指向的③和④号线，分别代表从加速踏板到多能源管理系统的2条电路出现断路的故障。
[0090]故障的设置通过故障设置系统实现，如图14所示，通过触控屏输入故障代码，通过PLC控制继电器，再控制电路通断，进行故障设置。
[0091]故障检测功能主要是在电路板上(如图13所示)设置了许多检测端子，学生可以通过各种仪表仪器检测线路状态。
[0092]图15是本发明的故障设置与考核评分系统的流程图。教师通过计算机智能调取试题库中的试题，并通过PLC和继电器对实验台架上的汽车进行故障设置；学生通过触控屏进行故障诊断，然后把结果上报至计算机，计算机内的评分单元自动判别评分和进行统计、打印输出。
[0093]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.多能源电动汽车教学设备，包括汽车底盘、汽车车身、汽车上的电器和汽车故障设置与考核系统，其特征在于，还包括一多能源管理系统，以及分别与此多能源管理系统相连的纯电动动力系统、内燃机动力系统、太阳能动力系统、风能动力系统、燃料电池动力系统，各个动力系统均能够提供汽车运行能量，用于进行各个动力系统的结构原理教学；同时多能源管理系统还用于根据汽车负荷大小，选择相应动力系统或若干个动力系统组合驱动汽车运行。
2.根据权利要求1所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述纯电动动力系统包括蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中蓄电池组与多能源管理系统相连，在多能源管理系统作用下控制驱动电机运转，进而控制传动装置； 所述内燃机动力系统包括内燃机、传动装置，其中内燃机与多能源管理系统相连，多能源管理系统控制内燃机启动，直接通过传动装置带动车轮行驶。
3.根据权利要求2所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述内燃机动力系统和纯电动动力系统相混合，包括内燃机、发电机、蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中内燃机、蓄电池组与多能源管理系统相连，在蓄电池组内电力充足时，多能源管理系统通过纯电动动力系统驱动车辆行驶；一旦蓄电池组电力不足，则多能源管理系统通过内燃机动力系统驱动车辆行驶，同时内燃机带动发电机运转，向蓄电池组充电。
4.根据权利要求1所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述教学设备还包括用于将内燃机排气能量进行回收利用的内燃机排气能量回收装置，包括排气道、排气门、排气涡轮、进气涡轮、进气道、进气门，发动机排气经过排气门、排气道，带动排气涡轮转动，再经传动轴带动进气涡轮转动，将空气增压，经进气道、进气门进入气缸。
5.根据权利要求4所述的多能源 电动汽车教学设备，其特征在于，所述内燃机排气能量回收装置与多能源管理系统相连，还包括发电机，发动机排气经过排气门、排气道，带动排气涡轮转动，同时经传动轴带动发电机转动，产生的电能经多能源管理系统控制后向蓄电池组进行充电。
6.根据权利要求1所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述太阳能动力系统包括太阳能电池板，与多能源管理系统相连，太阳能电池板将太阳能转换为电能，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电； 所述风能动力系统包括风扇、风力发电机，风扇安装在汽车表面和排气管后方，风力发电机与多能源管理系统相连，汽车前进以及汽车排气时，风扇转动，带动发电机发电，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电； 所述燃料电池动力系统包括氢燃料、燃料电池，燃料电池与多能源管理系统相连，燃料电池将燃料燃烧的化学能转换为电能，经多能源管理系统调节控制，向蓄电池组充电。
7.根据权利要求1所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述教学设备还包括汽车制动和减速能量回收装置，包括车轮传感器、逆变器，一旦车轮传感器检测到当前车辆处于制动或减速，则将信息传递到多能源管理系统，该系统控制驱动电机变换为发电机，产生的电能通过逆变器、多能源管理系统后向蓄电池组充电。
8.根据权利要求6所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述燃料电池为单体燃料电池组，单体燃料电池包括正极、负极、电解质、氢燃料通道、空气通道，正、负极板采用活性炭制成，置于电解质溶液中。
9.根据权利要求1所述的多能源电动汽车教学设备，其特征在于，所述教学设备还包括用于对教学设备中各器件进行故障设置与考核的故障设置与考核系统，该系统包括人机交互单元以及PLC控制器。
10.一种基于权利要求1所述的多能源电动汽车教学设备的实现方法，其特征在于，分为两种: (1)在多能源管理系统控制下，驱动纯电动动力系统、内燃机动力系统、太阳能动力系统、风能动力系统、燃料电池动力系统分别独立运行，进行各个动力系统的结构原理教学； (2)根据汽车负荷大小，多能源管理系统选择相应动力系统或若干个动力系统组合驱动汽车运行，具体步骤如下: (2-1)汽车起步时，多能源管理系统控制由蓄电池组向驱动电机供电，使汽车快速起 (2-2)汽车发动机节气门30%开度以内时，认为汽车处于小负荷状态，多能源管理系统仍然控制蓄电池组向驱动电机供电，驱动汽车行驶，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电； (2-3)汽车发动机节气门30%-85%开度时，认为汽车处于中负荷状态，只要蓄电池组存电充足，多能源管理系统仍然控制蓄电池组向驱动电机供电，驱动汽车行驶，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电；如果存电不足，则控制内燃机起动，直接驱动汽车行驶，同时带动发电机，向蓄电池组充电，同时控制太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电； (2-4)汽车发动机节气门85%以上开度时，认为汽车处于大负荷和超负荷状态，多能源管理系统控制内燃机起动，直接驱动汽车行驶，同时蓄电池组向驱动电机供电，一起驱动汽车，另外内燃机也带动发电机，向蓄电池组充电，同时太阳能电池、风力发电机向蓄电池充电。
【文档编号】B60K6/00GK103448526SQ201310404938
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】蔡兴旺, 李飞, 钟锦昌, 刘健斐, 吴奇, 温志清, 乔铁兵 申请人:广州市铭珠电控设备科技有限公司