一种燃料电池车辆静压能量再生系统的制作方法

本发明涉及燃料电池车辆节能领域，特别是一种燃料电池车辆静压能量再生系统。

背景技术：

随着世界经济的不断发展，人们的生活越来越富裕，车辆的使用也变得越来越普及，由于车辆的增多，导致资源短缺和废气排放严重，因此如何减少车辆的能源消耗和废气排放是人们关注的研究重点。

为了减少车辆的能源消耗和废气排放，车辆的动力系统结构发生了很多变化，很早之前由于内燃机的能源利用率太低和排放差的特点，所以提出了油电混合动力系统，利用内燃机和电动机联合驱动来提高节能减排。目前，锂电池车辆、燃料电池车辆等纯电动车辆开始进入市场，虽然纯电动车辆的动力系统结构比内燃机车辆具有较大的节能优势，但依然存在能量使用效率的提升空间。

鉴于此，通过对上述问题的研究，为了对车辆减速制动时产生的制动动能进行回收和再利用，本发明提出一种燃料电池车辆静压能量再生系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其特征在于：包括后轮电机驱动回路、后轮传动单元、前轮传动单元、静压能量回收回路；所述的后轮电机驱动回路包括电池、燃料电池、燃料电池控制器、电子功率转换器、永磁同步电机、减速器和动力分配装置；所述的后轮传动单元包括右后轮、左后轮、后轮差速、右后轮传动轴和左后轮传动轴；所述前轮传动单元包括右前轮、左前轮、前轮差速、右前轮传动轴和左前轮传动轴；所述静压能量回收回路包括液压蓄能器、单向阀、两位两通电磁阀、液压泵-马达、两位两通电磁阀、单向阀、平衡阀、平衡阀、滤油器和油箱；车辆控制器分别与电机控制器、燃料电池控制器和电子功率转换器相连，其中电机控制器又与永磁同步电机相连；静压控制器分别与两位两通电磁阀和两位两通电磁阀相连；右后轮和左后轮分别通过右后轮传动轴和左后轮传动轴与后轮差速相连，后轮差速与动力分配装置相连，动力分配装置不仅与减速器连接，且与液压泵-马达连接，其中减速器又与永磁同步电机、电子功率转换器、燃料电池控制器、电池和燃料电池依次连接，液压泵-马达b口分别与两位两通电磁阀a口和平衡阀相连，两位两通电磁阀b口又与与单向阀、液压蓄能器、单向阀、两位两通电磁阀a口相连，两位两通电磁阀b口分别与平衡阀和液压泵-马达a口相连，其中油箱和滤油器分别与平衡阀和平衡阀相连；右前轮和左前轮通过右前轮传动轴和左前轮传动轴与前轮差速相连。

永磁同步电机内置电机转速传感器，可检测并输出永磁同步电机的转速信号，两个平衡阀中的溢流阀的调定压力均为38mpa，两个两位两通电磁阀都是高速反应电磁阀。

液压泵-马达为双向变量液压泵-马达，静压控制器工程机械专用控制器，防护等级为ip65。

本发明其他方面、目的和优点结合附图对其进行描述将变得更加明显。

附图说明

结合说明书里的并形成说明书一部分的附图显示了本发明的若干方面，并且附图与下面的描述一起来阐述本发明的工作原理。在附图中：

图1是本发明较佳实施例的整体结构框图。

在上述附图中：1、车辆控制器，2、电机控制器，3、静压控制器，10、后轮电机驱动回路，11、电池，12、燃料电池，13、燃料电池控制器，14、电子功率转换器，15、永磁同步电机，16、减速器，17、动力分配装置，20、后轮传动单元，21、右后轮，22、后轮差速，23、后左轮，24、右后轮传动轴，25、左后轮传动轴，30、前轮传动单元，31、右前轮，32、前轮差速，33、左前轮，34、右前轮传动轴，35、左前轮传动轴，40、静液能量回收回路，41、液压蓄能器，42、单向阀，43、两位两通电磁阀，44、液压泵-马达，45、两位两通电磁阀，46、单向阀，47、平衡阀，48、平衡阀，49、滤油器，50、油箱。

具体实施方式

参照图1所示，一种燃料电池车辆静压能量再生系统，包括车辆控制器1、电机控制器2、静压控制器3、后轮电机驱动回路10、后轮传动单元20、前轮传动单元30、静液能量回收回路40。

所述的后轮电机驱动回路10包括电池11、燃料电池12、燃料电池控制器13、电子功率转换器14、永磁同步电机15、减速器16和动力分配装置17。

所述的后轮传动单元20包括右后轮21、左后轮23、后轮差速22、右后轮传动轴24和左后轮传动轴25。

所述前轮传动单元30包括右前轮31、左前轮33、前轮差速32、右前轮传动轴34和左前轮传动轴35。

所述静压能量回收回路40包括液压蓄能器41、单向阀42、两位两通电磁阀43、液压泵-马达44、两位两通电磁阀45、单向阀46、平衡阀47、平衡阀48、滤油器49和油箱50。

本发明的具体工作原理如下：

当车辆减速制动时，后轮产生的制动转矩通过动能分配器17带动双向变量液压泵-马达44旋转，使其从油箱50中吸液压油，此时静压控制器3控制两位两通电磁阀45为关闭状态，另一个两位两通电磁阀43为打开状态，因此油液经过滤油器49经过平衡阀47或平衡阀48到双向变量液压泵-马达44，再从双向变量液压泵-马达44通过两为两通电磁阀43和单向阀42，最后将液压油存储在液压蓄能器41中，实现车辆制动能回收。

当车辆启动时，静压控制器3控制两位两通电磁阀45为打开状态，另一个两位两通电磁阀43为关闭状态，使储存在液压蓄能器41的高压油释放，油液通过两位两通电磁阀45到双向变量液压泵-马达44，从而使得双向变量液压泵-马达44旋转，辅助永磁同步电机15共同启动车辆，达到降低电能消耗和能源再利用的目的。

当车辆加速时，通过车辆控制器1和电机控制器2实时监测车辆运行状态，使静压控制器3控制两位两通电磁阀45为打开状态，另一个两位两通电磁阀43为关闭状态，使储存在液压蓄能器41的高压油释放，带动双向变量液压泵-马达44旋转，与永磁同步电机15共同驱动，实现车辆加速，同时在加速过程中，若当永磁同步电机15在达到车辆加速状态，有多余能量溢出时，可通过动能分配器17带动双向变量液压泵-马达44旋转，使其从油箱50中吸液压油，此时静压控制器3控制两位两通电磁阀45为关闭状态，另一个两位两通电磁阀43为打开状态，将过剩的能量转为液压能存储在液压蓄能器41中，实现能量充分回收和再利用。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种燃料电池车辆静压能量再生系统，其中包括车辆控制器、电机控制器、燃料电池控制器、静压控制器、电池、燃料电池、前轮传动单元、后轮传动单元、双向变量液压泵‑马达和液压蓄能器等。本发明采用液压蓄能器作为储能单元，利用双向变量液压泵‑马达和液压蓄能器共同作用，对车辆减速制动时产生的制动能或由同步电机产生的多余能量进行回收；而当车辆启动或加速时再将存储在液压蓄能器的能量释放辅助汽车驱动，从而达到车辆能量回收再利用。

技术研发人员：贺湘宇;肖广鑫;胡薜礼;谭丽莎;黄毅;贺尚红;何志勇
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2019.05.27
技术公布日：2019.08.23