[实用新型]基于超级电容的燃料电池汽车混合动力装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池汽车混合动力装置，特别是一种基于超级电容、锂离子蓄电池的燃料电池汽车混合动力装置。

背景技术

为了应对全球能源短缺和环境污染等问题，提倡大力发展新能源汽车具有重大意义。燃料电池汽车因具有无污染、效率高、能源可再生等优势，是未来汽车工业的可持续发展方案，世界上的主要国家和组织均投入大量的资金用于技术攻关。基于国家“十五”863计划电动汽车关键技术重大科技专项和“十一五”节能与新能源汽车重大项目,我国燃料电池汽车的研发取得了突破性的进展。

燃料电池动力系统是燃料电池汽车的核心部分，决定了整车的使用性能。一般来说，燃料电池汽车都采用混合动力系统，常规的混合动力系统一般仅采用蓄电池作为辅助动力装置，但因蓄电池的充放电的效率低、寿命短，从而影响了整个燃料电池混合动力系统的使用性能和寿命，而且在汽车的启动、加速时，蓄电池的功率和能量较低，其瞬态放电性能不够理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于超级电容的燃料电池汽车混合动力装置。本实用新型不仅能提高整个燃料电池汽车混合动力系统的效率，延长使用寿命，降低了成本，从而提升了经济性能，还能减少由于中间传输中双向24VDC/DC变换器造成的功率损失。

本实用新型的技术方案：基于超级电容的燃料电池汽车混合动力装置，其特征在于：包括燃料电池模块、锂离子蓄电池模块、超级电容模块、混合动力汽车控制器、电机模块、双向24VDC/DC变换器和双向主DC/DC变换器；所述燃料电池模块包括依次连接的燃料电池堆、燃料电池辅助设备和燃料电池控制器，锂离子蓄电池模块包括相互连接的锂离子蓄电池和锂离子蓄电池控制装置，所述的电机模块包括相互连接的电机驱动控制器和三相交流电机；所述的燃料电池堆的输出端通过功率二极管正向连接电机驱动控制装置，所述超级电容模块经双向主DC/DC变换器连接在功率二极管的阴极上，燃料电池辅助设备、双向24VDC/DC变换器和锂离子蓄电池连接在功率二极管的阴极上；所述电机驱动控制器、双向主DC/DC变换器、超级电容模块、双向24VDC/DC变换器、锂离子蓄电池控制装置、燃料电池控制器均与混合动力汽车控制器连接。

前述的基于超级电容的燃料电池汽车混合动力装置中，所述混合动力汽车控制器分别经电气连接线、网络通讯总线与电机驱动控制器、双向主DC/DC变换器、超级电容管理模块、双向24VDC/DC变换器、锂离子蓄电池控制装置、燃料电池控制器连接。

前述的基于超级电容的燃料电池汽车混合动力装置中，所述超级电容模块包括相互连接的超级电容和超级电容管理装置，超级电容管理装置与混合动力汽车控制器连接，超级电容连接双向主DC/DC变换器。

前述的基于超级电容的燃料电池汽车混合动力装置中，所述燃料电池堆是质子交换膜燃料电池。

与现有技术相比，本实用新型通过采用超级电容的使用，大大提高了整个系统的运行效率，使用寿命延长，安全性和可靠性增强，减少了系统成本，还通过合理设置锂离子蓄电池模块，降低了系统的中间传输能耗，避免了不必要的能源损失。本实用新型以燃料电池为主要的工作电源，超级电容和锂电子蓄电池为辅助工作电源，实现燃料电池、锂离子蓄电池、超级电容之间的功率合理分配，且由于锂离子蓄电池的容量大，功率大，而超级电容的瞬间放电性能好，特别适合常常在复杂地形上行驶、加速、爬坡等路况的电动汽车。本实用新型不仅能提高整个燃料电池汽车混合动力系统的效率，延长使用寿命，降低了成本，从而提升了经济性能，还能减少由于中间传输中双向24VDC/DC变换器造成的功率损失。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图中的标记为：1-燃料电池堆，2-燃料电池辅助设备，3-燃料电池控制器，4-锂离子蓄电池，5-锂离子蓄电池控制装置，6-双向主DC/DC变换器，7-超级电容，8-超级电容管理装置，9-双向24VDC/DC变换器，10-混合动力汽车控制器，11-电机驱动控制器，12-三相交流电机，13-功率二极管，14-电机模块，15-超级电容模块，16-锂离子蓄电池模块，17-燃料电池模块，18-网络通讯总线，19-电气连接线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。