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CN115320414A - 氢燃料电池履带车及能量管理策略 - Google Patents

氢燃料电池履带车及能量管理策略 Download PDF

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CN115320414A
CN115320414A CN202211062591.6A CN202211062591A CN115320414A CN 115320414 A CN115320414 A CN 115320414A CN 202211062591 A CN202211062591 A CN 202211062591A CN 115320414 A CN115320414 A CN 115320414A
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CN
China
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fuel cell
cell module
super capacitor
crawler
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
CN202211062591.6A
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English (en)
Inventor
徐晓明
洪吉超
陈东方
李跃华
胡松
杨海旭
张昕阳
张硌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
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Publication date
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

本发明氢燃料电池履带车及能量管理策略，包括车辆主体，车辆主体两侧对应设置有履带组件，履带组件包括主动轮，车辆主体内对应主动轮设置有电动机，通过电动机直接驱动主动轮形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；电动机对应配置有动力控制系统、燃料电池模组；燃料电池模组形成对应电动机提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统形成清洁能源驱动式高适应性履带车。

Description

氢燃料电池履带车及能量管理策略
技术领域
本发明涉及运输设备技术领域，特别涉及动力车辆，具体的，是一种氢燃料电池履带车及能量管理策略。
背景技术
目前的使用的履带式车辆中，其动力来源为内燃机或蓄电池：
内燃机消耗化石燃料，对环境造成污染，且使用内燃机的履带车，内燃机的扭矩输出不够线性，难以适应履带车的复杂工况；
蓄电池使用的动力来源是大容量的蓄电池，在拆卸维修的过程中，如果不采用正确的处理方式，可能会导致有害气体排放甚至火灾发生，且电池不能被继续修复使用时，则需要对其进行回收，但其存在的毒性可引发火灾的可能，也给电池处理工作增加了难度。
因此，应用清洁能有的履带式车辆的推出显得尤为重要。
因而，有必要提供一种氢燃料电池履带车及能量管理策略来实现上述目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种氢燃料电池履带车及能量管理策略。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
技术方案一：
一种氢燃料电池履带车，包括车辆主体，车辆主体两侧对应设置有履带组件，履带组件包括主动轮，车辆主体内对应主动轮设置有电动机，通过电动机直接驱动主动轮形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；
电动机对应配置有动力控制系统、燃料电池模组；
燃料电池模组形成对应电动机提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统形成清洁能源驱动式高适应性履带车。
进一步的，对应电动机，车辆主体内设置有冷却系统和加湿系统。
进一步的，对应燃料电池模组，车辆主体内设置有空气泵和高压氢瓶模组。
进一步的，对应燃料电池模组，车辆主体内还设置有超电容；超级电容形成对燃料电池模组的能源补充结构。
进一步的，履带组件还包括对应主动轮设置的若干从动轮，主动轮和若干从动轮外包裹设置有驱动履带。
技术方案二：
一种氢燃料电池履带车能量管理策略，通过燃料电池模组和超级电容形成混合动力驱动系统，具体包括如下模式：
启动模式：燃料电池模组从启动到对外做功，需要一些必要的准备，由超级电容平稳地启动履带车；履带车整车需求功率决定是否启动燃料电池模组，需求功率小于燃料电池模组高效工作区的最小允许输出功率，则超级电容仍单独驱动；
加速模式：履带车加速或上坡，燃料电池模组工作在高效工作区的最大允许输出功率，超级电容对履带车整车需求功率进行补充，超级电容在此起到功率补充的作用，即联合驱动；
巡航模式：履带车需求功率平稳：如超级电容还有储能空间，燃料电池模组驱动车辆履带车同时为超级电容充电；如超级电容无需充电，燃料电池模组工作在高效点，不足或多余的部分由超级电容补充或回收；
制动回收模式：履带车减速或者制动时，在低制动功率条件下，超级电容吸收全部再生制动能量；在高制动功率条件下，为防止超级电容出现过充现象，超级电容只回收低制动功率条件下的低频部分；再生制动达到最大制动能力，但是还不能满足制动要求时，进行机械制动。
与现有技术相比，本发明通过使用燃料电池模组、超级电容进行混合动力驱动，使用电动机驱动，相较内燃机，动力输出更加线性，能够适应履带车复杂恶劣的工作环境；燃料电池的反应产物只有水，不会对环境产生污染；通过清洁能源模式，减少传统蓄电池的后续处理步骤，减少履带车后续运维的难度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是本发明的结构示意图之二。
图3是本发明的结构示意图之三。
图4是本发明的混合动力驱动系统示意图。
具体实施方式
本实施例展示一种氢燃料电池履带车，参照图1-3，包括车辆主体100，车辆主体100两侧对应设置有履带组件200，履带组件200包括主动轮1，车辆主体100内对应主动轮设置有电动机2，通过电动机2直接驱动主动轮1形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；
电动机2对应配置有动力控制系统3、燃料电池模组4；
燃料电池模组4形成对应电动机2提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统3形成清洁能源驱动式高适应性履带车。
对应电动机2，车辆主体100内设置有冷却系统5和加湿系统6。
对应燃料电池模组4，车辆主体100内设置有空气泵7和高压氢瓶模组8。
对应燃料电池模组4，车辆主体100内还设置有超电容9；超级电容形成对燃料电池模组4的能源补充结构。
履带组件200还包括对应主动轮设置的若干从动轮11，主动轮1和若干从动轮11外包裹设置有驱动履带12。
通过燃料电池模组4和超级电容9形成混合动力驱动系统，如图4，具体包括如下模式：
启动模式：燃料电池模组4从启动到对外做功，需要一些必要的准备，由超级电容9平稳地启动履带车；履带车整车需求功率决定是否启动燃料电池模组4，需求功率小于燃料电池模组4高效工作区的最小允许输出功率，则超级电容9仍单独驱动；
加速模式：履带车加速或上坡，燃料电池模组4工作在高效工作区的最大允许输出功率，超级电容9对履带车整车需求功率进行补充，超级电容9在此起到功率补充的作用，即联合驱动；
巡航模式：履带车需求功率平稳：如超级电容9还有储能空间，燃料电池模组4驱动车辆履带车同时为超级电容9充电；如超级电容9无需充电，燃料电池模组4工作在高效点，不足或多余的部分由超级电容9补充或回收；
制动回收模式：履带车减速或者制动时，在低制动功率条件下，超级电容9吸收全部再生制动能量；在高制动功率条件下，为防止超级电容9出现过充现象，超级电容9只回收低制动功率条件下的低频部分；再生制动达到最大制动能力，但是还不能满足制动要求时，进行机械制动。
与现有技术相比，本发明通过使用燃料电池模组、超级电容进行混合动力驱动，使用电动机驱动，相较内燃机，动力输出更加线性，能够适应履带车复杂恶劣的工作环境；燃料电池的反应产物只有水，不会对环境产生污染；通过清洁能源模式，减少传统蓄电池的后续处理步骤，减少履带车后续运维的难度。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种氢燃料电池履带车，特征为：包括车辆主体，车辆主体两侧对应设置有履带组件，履带组件包括主动轮，车辆主体内对应主动轮设置有电动机，通过电动机直接驱动主动轮形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；
电动机对应配置有动力控制系统、燃料电池模组；
燃料电池模组形成对应电动机提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统形成清洁能源驱动式高适应性履带车。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：对应电动机，车辆主体内设置有冷却系统和加湿系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：对应燃料电池模组，车辆主体内设置有空气泵和高压氢瓶模组。
4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：对应燃料电池模组，车辆主体内还设置有超电容；超级电容形成对燃料电池模组的能源补充结构。
5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：履带组件还包括对应主动轮设置的若干从动轮，主动轮和若干从动轮外包裹设置有驱动履带。
6.一种氢燃料电池履带车能量管理策略，特征为：通过燃料电池模组和超级电容形成混合动力驱动系统，具体包括如下模式：
启动模式：燃料电池模组从启动到对外做功，需要一些必要的准备，由超级电容平稳地启动履带车；履带车整车需求功率决定是否启动燃料电池模组，需求功率小于燃料电池模组高效工作区的最小允许输出功率，则超级电容仍单独驱动；
加速模式：履带车加速或上坡，燃料电池模组工作在高效工作区的最大允许输出功率，超级电容对履带车整车需求功率进行补充，超级电容在此起到功率补充的作用，即联合驱动；
巡航模式：履带车需求功率平稳：如超级电容还有储能空间，燃料电池模组驱动车辆履带车同时为超级电容充电；如超级电容无需充电，燃料电池模组工作在高效点，不足或多余的部分由超级电容补充或回收；
制动回收模式：履带车减速或者制动时，在低制动功率条件下，超级电容吸收全部再生制动能量；在高制动功率条件下，为防止超级电容出现过充现象，超级电容只回收低制动功率条件下的低频部分；再生制动达到最大制动能力，但是还不能满足制动要求时，进行机械制动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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