[发明专利]一种电动拖拉机模块化电源系统及能量管理方法

说明书

本发明涉及电动拖拉机技术领域，具体为电动拖拉机模块化电源系统及能量管理方法，包括整车控制器、配电盒、燃料电池组、外接动力电池组，配电盒包括高压母线、能量管理控制器、DCL、车载动力电池供电电路、外接电源供电电路、插接头，高压母线正负极之间并联车载动力电池供电电路、外接电源供电电路、DCL，DCL、车载动力电池供电电路、外接电源供电电路均接入能量管理控制器的控制端子，整车控制器分别与燃料电池组、外接动力电池组、配电盒的能量管理控制器通讯连接，配电盒通过插接头分别与燃料电池组和/或外接动力电池组连接。有外接电源时，通过外接电源和电池一起供电，并采用相应能量管理方法满足不同组合下能源输入输出的控制。

技术领域

本发明涉及电动拖拉机技术领域，具体为一种电动拖拉机模块化电源系统及能量管理方法。

背景技术

化石燃料的过度使用造成了温室效应，同时又引发了全球变暖、海平面上升，减少碳排放成为了世界性难题。近年来在国家政策及市场导引的双重推动下，道路车辆率先实现了动力架构的转型，纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车纷纷被开发出来以取代传统内燃机汽车。农业、林业、工程等非道路车辆的油耗及污染物排放往往高于道路车辆，其动力架构的转型也势在必行。拖拉机作为农耕作业的主要工具，可以代替人工完成犁地、播种、收获等繁重劳作，目前市场上销售的拖拉机多采用内燃机作为动力源，内燃机技术成熟、可靠性高、寿命长，但内燃机工作时噪音大且会产生CO、NOx等严重威胁人身安全以及农作物品质的有害气体，因此传统燃油拖拉机无法在大棚中使用。纯电动拖拉机因其清洁无污染、效率高的优点可以工作在封闭、半封闭环境中，因此也越来越受到农业工作者的欢迎。电池工作时间短、充电速度慢是纯电动拖拉机难以解决的一大难题。

近年来氢燃料电池由于其发电效率高、无污染、燃料加注快、噪音低等优点越来越受到人们的关注，但价格昂贵，使用寿命短，加氢设施不完善等也成为了限制其进一步推广的重要因素，同时燃料电池输出特性较差，无法像电池一样快速放电，燃料电池通常与电池、超级电容等搭配组合，以解决燃料电池在使用过程中存在的问题。

由于目前市面上还不存在以燃料电池驱动的拖拉机，因此急需设计一种以燃料电池作为增程器，电池作为主要能源的电动拖拉机，以解决传统燃油拖拉机污染严重的问题，以及纯电动拖拉机作业时间短的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动拖拉机模块化电源系统及能量管理方法，通过不同电源的组合满足拖拉机不同作业场景的工作需求，采用相应的能量管理方法满足不同组合下的能源输入输出的控制。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括整车控制器、配电盒、燃料电池组、外接动力电池组，所述配电盒包括高压母线、能量管理控制器、DCL、车载动力电池供电电路、外接电源供电电路、插接头，所述高压母线正负极之间并联车载动力电池供电电路、外接电源供电电路、DCL，所述DCL、车载动力电池供电电路、外接电源供电电路均接入能量管理控制器的控制端子，所述整车控制器分别与燃料电池组、外接动力电池组、配电盒的能量管理控制器通讯连接，所述配电盒通过插接头分别与燃料电池组和/或外接动力电池组连接。

优选的，所述接插头包括外接电源接插头、高压供电接插头、12V电源接插头、CAN接插头，所述外接电源接插头连接外接电源供电电路，所述高压供电接插头、12V供电接插头并联在高压母线的正负极之间，所述CAN接插头与能量管理控制器连接。

优选的，所述外接电源供电电路包括至少两路并联在高压母线正负极之间的供电电路。

优选的，所述供电电路包括第一继电器、第二继电器、预充电阻、保险丝，所述预充电阻与第一继电器并联，并与保险丝、第二继电器、外接电源接插头串联接入高压母线，所述第一继电器、第二继电器受控端接入能量管理控制器，接地端接地。

优选的，所述外接电源接插头、12V电源接插头、CAN接插头的数量与供电电路的数量相匹配。