CN105383322A - 一种氢能纯电动动力总成 - Google Patents

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Abstract

一种氢能纯电动动力总成，包括依次级联的电化学能量发生器、动力电池组、直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器以及电动机。动力电池组是由多个大容量单体可充电电池串联连接组成的动力电池组和由多个并联的小容量单体可充电电池组串联连接组成的动力电池组中的一种；电化学能量发生器与氢气加气站接驳或与可更换的碳纤维气罐连接。设计科学，结构合理，是真正零排放无污染的清洁能源动力总成，有效解决了氢氧燃料能量转换产生直流电能不适应输出脉冲电压、电流无法直接驱动负载的弊端，可以替代传统燃油或燃气发动机造成环境污染的包括车、船以及无人飞机的各种交通工具动力总成。采用其的交通工具只需首次充足电就不再依赖充电即可正常运行。

Description

一种氢能纯电动动力总成
技术领域
本发明涉及动力总成，特别是涉及一种氢能纯电动动力总成。
背景技术
现有由传统的燃油发动机总成、液化天然气发动机总成发展到近期的油电混合动力总成，以及用汽油发电机作为电池组的补充电能的“增程电动车总成”，不但对大气环境产生污染物，更严重的是依赖大量石油化工能源的开采使用，造成被污染的环境难以治理。早年推出的氢氧燃料电池电动车，也未解决氢燃料通过高分子膜氢氧分离产生电流后可负载的弱恒功率难题。而近年正在推广中的用蓄电池组作为绿色交通动力总成，存在电动车再充电增程行驶的瓶颈，不能实现商业化生产和大规模推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种氢能纯电动动力总成。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种氢能纯电动动力总成，包括依次级联的电化学能量发生器、动力电池组、直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器，以及电动机，所述电化学能量发生器产生直流电能，所述动力电池组通过直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器给所述电动机供电。
这种氢能纯电动动力总成的特点是：
所述动力电池组，是由多个大容量单体可充电电池串联连接组成的动力电池组和由多个并联的小容量单体可充电电池组串联连接组成的动力电池组中的一种，以纯电动方式驱动所述电动机。
所述电化学能量发生器与氢气加气站接驳或与可更换的碳纤维气罐连接，产生的直流电能不直接驱动所述电动机，在氢燃料用完后可反复补充原料，确保所述电化学能量发生器产生直流恒电压、恒电流的恒功率电能，使所述动力电池组长期处于满功率荷电状态。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
还包括直流/直流升压器，所述直流/直流升压器设置在所述电化学能量发生器和所述动力电池组之间，所述直流/直流升压器的输出电压高于所述动力电池组的最高工作电压。所述直流/直流升压器将所述电化学能量发生器产生的直流电能升压向所述动力电池组补充电能。
还包括至少一个为其它负载设备供电用的它用直流/交流逆变控制器或它用直流/直流稳压器，所述它用直流/交流逆变控制器或它用直流/直流稳压器都连接在所述动力电池组的输出端，以满足作为动力总成为其它负载设备供电。
本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。
所述电化学能量发生器是至少一个单元包括将氢燃料、甲醇和蒸馏水中的至少一种直接转化为直流电能的装置。
所述直流/直流升压器是数量与所述电化学能量发生器数量相同且输出电压高于所述动力电池组的最高工作电压的直流/直流升压器，各个直流/直流升压器分别与相应的一个单元的电化学能量发生器连接。
所述电动机是交流电动机和直流电动机中的一种。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明设计科学，结构合理，是真正零排放无污染的清洁能源动力总成，有效解决了氢氧燃料能量转换产生直流电能不适应输出脉冲电压、电流无法直接驱动负载的弊端，可以替代传统燃油或燃气发动机造成环境污染的包括车、船以及无人飞机的各种交通工具动力总成。采用本发明的氢能纯电动动力总成的大巴、中巴、小轿车、游艇、江轮、远洋轮船等交通工具只需首次充足电就不再依赖充电即可正常运行。
附图说明
附图是本发明具体实施方式一的组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。
具体实施方式一
一种如附图所示的安装在豪华旅行大巴上的氢能纯电动动力总成，共计重量为2070公斤，包括依次级联的电化学能量发生器1、直流/直流升压器2、动力电池组3、直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器4，以及额定功率为250kw的交流电动机5，
电化学能量发生器1包括将氢燃料、甲醇和蒸馏水中的至少一种直接转化为直流电能
，直流/直流升压器2将电化学能量发生器1产生的直流电能升压向动力电池组3补充电能，通过直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器4给交流电动机或直流电动机5供电。
动力电池组3是由深圳雷天温斯顿能源集团有限公司出品的型号为TS-LYP500AHA的多个大容量可充电单体稀土锂电池串联连接组成的多极柱大功率输出动力电池组，以纯电动方式驱动交流电动机5。首次对电池组充满电，续行里程1190公里后更换装满氢氧化物质的碳纤维气罐9后，不用再充电，续行里程又是1190公里。
直流/直流升压器2的输出电压高于动力电池组3的最高工作电压。
电化学能量发生器1是加拿大HYDROGENICS公司出品的型号为HYPMTM-HD30的电化学能量发生器，可以分别与总重约38公斤的十个可更换的装满氢气的碳纤维气罐9或氢气加气站连接，产生的直流功率电不直接驱动交流电动机5，在氢燃料用完后可反复补充包括将氢燃料、甲醇和蒸馏水中的至少一种原料，确保电化学能量发生器1产生直流恒电压、恒电流的恒功率电能，使动力电池组3长期处于满功率荷电状态。
还包括三个为其它负载设备供电用的它用第一直流/交流逆变器6、它用第二直流/直流稳压器7和它用第三直流/直流稳压器8，它用第一直流/交流逆变器6、它用第二直流/直流稳压器7和它用第三直流/直流稳压器8，都连接在动力电池组3的输出端，以满足作为动力总成为其它负载设备供电。
具体实施方式二
一种安装在小轿车上的氢能纯电动动力总成，其组成基本上与具体实施方式一相同，区别在于：
电化学能量发生器和动力电池组之间未设置直流/直流升压器，电化学能量发生器与氢气加气站接驳或与可更换的碳纤维气罐连接，产生的直流电能直接驱动直流电动机；
动力电池组是由多个并联的小容量可充电单体锂电池组再串联连接组成的大功率输出动力电池组。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种氢能纯电动动力总成，包括依次级联的电化学能量发生器、动力电池组、直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器，以及电动机，所述电化学能量发生器产生直流电能，所述动力电池组通过直流/交流逆变控制器或直流/直流控制器给所述电动机供电，其特征在于：
所述动力电池组，是由多个大容量单体可充电电池串联连接组成的动力电池组和由多个并联的小容量单体可充电电池组串联连接组成的动力电池组中的一种，以纯电动方式驱动所述电动机；
所述电化学能量发生器与氢气加气站接驳或与可更换的碳纤维气罐连接，产生的直流电能不直接驱动所述电动机，在氢燃料用完后可反复补充原料，确保所述电化学能量发生器产生直流恒电压、恒电流的恒功率电能，使所述动力电池组长期处于满功率荷电状态。
2.如权利要求1所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
还包括直流/直流升压器，所述直流/直流升压器设置在所述电化学能量发生器和所述动力电池组之间，所述直流/直流升压器的输出电压高于所述动力电池组的最高工作电压，所述直流/直流升压器将所述电化学能量发生器产生的直流电能升压向所述动力电池组补充电能。
3.如权利要求1或2所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
还包括至少一个为其它负载设备供电用的它用直流/交流逆变控制器或它用直流/直流稳压器，所述它用直流/交流逆变控制器或它用直流/直流稳压器都连接在所述动力电池组的输出端，以满足作为动力总成为其它负载设备供电。
4.如权利要求1所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
所述电化学能量发生器是至少一个单元包括将氢燃料、甲醇和蒸馏水中的至少一种直接转化为直流电能的装置。
5.如权利要求2所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
所述直流/直流升压器是数量与所述电化学能量发生器数量相同且输出电压高于所述动力电池组的最高工作电压的直流/直流升压器，各个直流/直流升压器分别与相应的一个单元的电化学能量发生器连接。
6.如权利要求1所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
所述电动机是交流电动机和直流电动机中的一种。
7.如权利要求1所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
所述动力电池组是由深圳雷天温斯顿能源集团有限公司出品的型号为TS-LYP500AHA的多个大容量可充电单体稀土锂动力电池串联连接组成的多极柱大功率输出动力电池组。
8.如权利要求1所述的氢能纯电动动力总成，其特征在于：
所述电化学能量发生器是加拿大HYDROGENICS公司出品的型号为HYPMTM-HD30的电化学能量发生器。
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