[发明专利]燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用

说明书

本发明公开了一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用，其中所述拖拉机包括一拖拉机本体和被设置于所述拖拉机本体的一电源装置、一整车控制器、一动力装置以及一传动装置，所述电源装置包括相互电连接的一燃料电池装置以及一超级电容装置，其中所述燃料电池装置和所述超级电容装置中的一个能够为所述拖拉机本体提供能源，以驱动所述拖拉机处于工作状态。

技术领域

本发明涉及拖拉机领域，更详而言之，涉及一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用。

背景技术

拖拉机在农业生产领域和运输行业中一直是最主要的工具，传统的拖拉机使用石油燃料的发动机驱动，因而具有比较强劲的动力，能够满足在生产过程中所需要的动力需求。不过这种传统的拖拉机也带来很多的环境污染问题和由于石油资源的短缺而造成的能源问题。

由于新能源的开发，进而研发出了基于电动的拖拉机，包括混合动力拖拉机和电动拖拉机，其中电动拖拉机使用了电机代替了原始拖拉机的发动机，用电池代替了原始的石油燃料，这在使用过程中不会产生空气污染，也不会出现能源短缺的问题。但是这种电动拖拉机在使用过程中还存在明显的不足，首先，电动拖拉机是使用电机驱动拖拉机运行，但是由于局限于现在电机和电池的供电效率问题，使得拖拉机的动力明显不足，并不能完全满足在农业生产过程中所需要的机械动力；另一方面，电动拖拉机在使用过程中的电池容量不足，并且充电速度慢，导致了电动拖拉机不能像传统拖拉机那样长时间负载工作。

混合动力拖拉机是在原始拖拉机的基础上增加电动机和电源装置，这种拖拉机使用原始的发动机作为主要的动力装置电动机作为辅助动力装置共同驱动拖拉机的运行。这种拖拉机在一定程度上克服了传统电动拖拉机的功率不足的问题，但是这种拖拉机在运行过程中还会产生污染气体，能源消耗也比较严重，另一方面，这种混合动力拖拉机同时具备了电动机和传统的发动机装置，因此制造工艺复杂，生产成本相对较高，并不能被广泛的推广。

对于传统的电动拖拉机或者混合动力拖拉机的电能一般情况下是可充电电池，比如蓄电池装置，锂电池等，这些可充电电池装置的充放电次数不多，这也在一定程度上限定了电动拖拉机和混合动力拖拉机的使用寿命，并且可充电电池装置更换费用很高，一旦损坏就需要高昂的维修费用。其次，通常可充电电池装置在低温情况下，比如-20℃时，拖拉机由于可充电电池的性能大大下降，很可能不能正常启动或需要多次启动才能成功，并且此时的电池的放电电量也大大降低。传统的可充电电池在频繁的充放电操作下，使用1－2年就需更换，高昂的价格让消费者望而却步，并且可充电电池在损坏后也很容易对环境造成污染。

此外，拖拉机在进行农业作业的时候，比如耕地，播种，或者运输过程中可能会经常制动停车，在这个过程中制动器将拖拉机制动停止运行，拖拉机的动能以热能的形式散失掉。对于传动的电动拖拉机而言，由于可充电电池在瞬间接收电能的能力比较弱，所以在拖拉机制动的过程中很难将拖拉机制动产生的能量回收而白白损失掉。

发明内容

本发明的一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，使用过程中不消耗化石燃料，也不会产生污染气体。

本发明的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，所述超级电容装置适应温度范围广，在低温环境下也能够正常运行。

本发明的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，所述超级电容装置使用寿命长，免维修，从而增加了拖拉机的使用寿命，也在一定程度上降低了使用者的使用成本。

本发明的另一目的在于提供一燃料电池与超级电容混合驱动的拖拉机及其应用，其中所述拖拉机采用燃料电池装置和超级电容装置共同驱动，所述超级电容装置能够在短时间内快速放电，能够较好地满足所述拖拉机在启动、加速、爬坡时瞬间大功率的要求。