一种用于电动车辆的混合燃料电池储能装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电动汽车领域，具体涉及一种用于电动车辆的混合燃料电池储能 装置。
【背景技术】
[0002] 近年燃油需求量不断大幅度上涨，大气污染也日趋严重，尤其是汽车排放产生的 CO2量不断增加，已经引起全球气候的反常变化，能源枯竭和环境污染已成为当今社会亟需 解决的问题，发展电动汽车尤其是纯电动汽车是缓解这一问题最直接有效的方法，电动汽 车虽然在环保、节能、清洁等方面占据着明显优势，却也有不少缺点，从某种意义说电动汽 车的成败首先取决于电池技术。
[0003] 作为可能的替代能源，燃料电池的研究和开发不断进行，其应用也甚为广泛，从便 携式电源、分布式发电到新一代的燃料电池驱动电动汽车，其中，燃料电池有多种类型，例 如质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、氧化物燃料 电池和甲醇燃料电池。一些以概念验证和商业化示范为目的燃料电池原型车已经制成。
[0004] 同时，高成本、低耐久性、瞬态性能差及低温启动问题也是这种燃料电池汽车商业 化的主要障碍，目前燃料电池系统不允许能量的双向流动，从而导致制动能的回收比较困 难，所以，利用燃料电池与其他能源存储设备（蓄电池、超级电容器等）进行混合探究是有 必要的，通过这样的设计，可以用蓄电池或者超级电容器作为能量缓冲器使燃料电池进行 有必要的保护，延长其使用寿命；在混合能源系统中，燃料电池提供匀速行驶所需的功率， 其他能源存储设备提供加速和高负荷运转时额外峰值功率，因此，燃料电池系统的额定功 率和成本将会下降，动力系统的瞬态性能将得到改善，能量效率将得到提高。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型设计开发了一种用于电动车辆的混合燃料电池储能装置，目的是解决 现有电动车辆中电池能源装置分配动力分配不合理，动力电源之间不能进行充放电，能源 消耗过大等问题，提供一种用于电动车辆的混合燃料电池储能装置，其具有能够控制电池 能源动力开关，分配电池能源供电方式，动力系统的瞬态性能将得到改善，提供加速和高负 荷运转时的额外峰值功率等特点。
[0006] 本实用新型提供的技术方案为：
[0007] -种用于电动车辆的混合燃料电池储能装置，包括：
[0008] 能源装置，其包括燃料电池、蓄电池及超级电容器，其中，所述燃料电池能够单独 或与所述蓄电池及所述超级电容器分别组合同时为车辆的电机供电驱动车辆；
[0009] 监测装置，其包括速度监测仪、加速踏板监测器及制动踏板监测器，所述速度监测 仪用于监测车辆行驶车速，所述加速踏板监测器监测加速踏板开度及开度变化率，所述制 动踏板监测器监测制动踏板开度及开度变化率；
[0010] 控制装置，其包括主控制器及能源装置保护器；其中，所述监测装置与所述主控制 器相连，再连接到能源装置上；能源装置保护器与所述能源装置中的燃料电池、蓄电池及超 级电容器分别相连，同时所述燃料电池也分别与所述蓄电池及所述超级电容器相连。
[0011] 优选的是，所述燃料电池、所述蓄电池及所述超级电容器并联后的输出端通过多 输入DC-DC变换器与所述电机相连。
[0012] 优选的是，所述燃料电池和所述超级电容器并联后的输出端通过DC-DC变换器和 所述蓄电池连接，再连接所述电机。
[0013] 优选的是，所述电机，其具有贯穿式的输出轴，所述输出轴的一端通过离合器连接 车辆前桥，所述输出轴的另一端连接变速箱，变速箱的输出轴连接车辆的后桥。
[0014] 优选的是，所述变速箱为五档以上的变速箱。
[0015] 优选的是，所述蓄电池是由95个电池单体串联而成的铅酸电池组。
[0016] 优选的是，所述前桥和所述后桥，都分别具有减速装置。
[0017] 优选的是，在动力输出到所述后桥的动力路径上，设置有中央差速器，其用于消除 驱动轮的滑动现象。
[0018] 本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果：
[0019] 1、在纯电动车领域，可以通过监测装置确定车辆行驶状态及行驶模式，通过确定 的行驶模式能够合理控制能源装置的开关，合理分配能源驱动车辆；
[0020] 2、具有能源装置保护器，可以通过能源装置保护器控制燃料电池为蓄电池及超级 电容器充电，从而保护能源装置中的蓄电池及超级电容器，延长其使用寿命；
[0021] 3、本实用新型能够通过燃料电池满足车辆匀速的能量需求；在车辆启动阶段使用 蓄电池启动车辆，通过使用蓄电池满足车辆启动瞬时尖峰功率需求，起到保护燃料电池的 效果；在车辆高速行驶阶段使用超级电容器辅助车辆驱动，使超级电容器作为能量缓冲器， 以保证车辆在高速行驶阶段获得强劲、迅速的驱动能量；同时，通过蓄电池及超级电容器设 备的辅助使用，提供了加速和高负荷运转时的额外峰值功率。
[0022] 本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过 对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0024] 图2为本实用新型的多输入DC-DC变换器连接示意图。
[0025] 图3为本实用新型的DC-DC变换器连接示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明 书文字能够据以实施。
[0027] 如图1所示，本实用新型提供一种用于电动车辆的混合燃料电池储能装置，其中 用于电动车辆的混合燃料电池储能装置，其包括三部分，即能源装置、监测装置及控制装 置；
[0028] 其中，能源装置，其包括燃料电池 111、蓄电池 112及超级电容器113，燃料电池 111 作为驱动车辆的主能源可以单独为电机161供电驱动车辆，蓄电池112及超级电容器113 作为驱动车辆的辅助能源可以分别与燃料电池111配合使用为电机161供电驱动车辆；燃 料电池111可以在蓄电池112及超级电容器113荷电状态SOC值低于预设时为蓄电池112 及超级电容器113充电，起到保护蓄电池112及超级电容器113的作用，同时在车辆刚启动 时，蓄电池112可以用于为电机161供电，满足车辆瞬时尖峰功率需求，起到保护燃料电池 的作用；
[0029] 监测装置，其包括速度监测仪123、加速踏板监测器121及制动踏板监测器122,其 中，速度监测仪123用于监测车辆行驶车速，传输速度反馈信号，通过速度反馈信号确定车 辆所处状态及行驶模式，加速踏板监测器121监测加速踏板开度及开度变化率，制动踏板 监测器122监测制动踏板开度及开度变化率；
[0030] 控制装置，其包括主控制器141及能源装置保护器142,其中，主控制器141通过监 测装置所确定的车辆所处状态及行驶模式进行控制燃料电池111、蓄电池112及超级电容 器113的开关，进而合理分配能源的利用，确保燃料电池111的使用寿命，同时为电机提供 可靠的工作条件；能源装置保护器142通过能源装置中蓄电池112及超级电容器113的荷 电状态SOC值控制燃料电池111为蓄电池112及超级电容器113进行充电，从而确保蓄电 池112及超级电容器113的使用寿命；
[0031] 其中，监测装置与所述主控制器141相连，再连接到能源装置上；能源装置保护器 142与能源装置中的燃料电池111、蓄电池112及超级电容器113分别相连，燃料电池111 也分别与蓄电池112及超级电容器113相连。
[0032] 如图2本实用新型所述的多输入DC-DC变换器连接示意图所示，在另一种实施例 中，燃料电池 111、蓄电池 112及超级电容器113并联后通过多输入DC-DC变换器与电机161 相连，混合控制器与多输入DC-DC变化器相连，混合控制器可以控制不同动力源间的功率 流动。
[0033] 如图3本实用新型所述的DC-DC变换器连接示意图所示，在另一种实施例中，燃料 电池111和超级电容器113并联后的输出端通过DC-DC变换器和蓄电池112连接，再连接电 机161，混合控制器与DC-DC变化器相连，混合控制器可以控制不同动力源间的功率流动， 蓄电池112用于限制直流母线电压，根据串联电池单体的数量，蓄电池112有确定的电压 值，则变换器的输出电压值必须和蓄电池112的电压值相对应，然而，由于使用了超级电容 器113,它与电压无关，DC-DC变化器的输出可根据电机需要设定任何电压值；如果在DC-DC 变换器输出时需要用到蓄电池，超级电容器113仍然可以用在DC-DC变换器输入端或燃料 电池111的输出端，进一步稳定并减小燃料电池111中的电流尖脉冲。
[0034] 在另一种实施例中，电机161，其具有贯穿式的输出轴164,输出轴164的一端通过 离合器162连接车辆前桥151，输出轴164的另一