CN204567335U - 一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，包括与动力***连接的通过对应轮边/轮毂电机驱动的两个车轮，所述动力***包括燃料电池***和动力电池***，所述燃料电池***通过DC/DC变换器与控制两个轮边/轮毂电机的双电机集成控制器连接，动力电池***并联于所述双电机集成控制器与DC/DC变换器之间。本实用新型的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车省去了复杂的变速装置及差速装置，采用轮边/轮毂电机驱动及双电机集成控制器，大大增加了车内布置空间，并且可将双电机集成控制器、燃料电池***、动力电池***、DC/DC变换器等***全部后置，车内没有凸台，从前到后非常平坦，采用这种低地板形式，乘客上下车非常方便。

Description

一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车
技术领域
本实用新型涉及一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车。
背景技术
全球石油资源储量的稀缺性毋庸置疑，各国能源紧缺问题严重，现阶段仍以石油为主要燃料的汽车产业的发展受到极大威胁，并且随着环境污染的加重，汽车行业开始朝着节能环保的方向发展，于是以纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车为主的新能源汽车被越来越多的使用，而燃料电池汽车因其排放洁净化具有很广阔的市场前景。
目前，公知的燃料电池客车采用燃料电池***和动力电池并联工作向集中驱动的一个电机供电驱动车辆，这样单个电机较大，影响车内控制布置，同时需要经过主减速器和差速器将动力从单一驱动电机传输到两个车轮，存在传动效率问题，增加能量消耗量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，以解决现有单电机驱动车辆传动效率低及影响车内布局的问题。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，包括与动力***连接的通过对应轮边/轮毂电机驱动的两个车轮，所述动力***包括燃料电池***和动力电池***，所述燃料电池***通过DC/DC变换器与驱动两个轮边/轮毂电机的双电机集成控制器连接，动力电池***并联于所述双电机集成控制器与DC/DC变换器之间。
所述双电机集成控制器包括DSP控制器及功率单元和集中布置的母线电容，所述DSP控制器分别通过对应的驱动电路与构成功率单元对应桥臂的IGBT功率管控制连接，各IGBT功率管与两个对应的电机驱动连接。
当驱动两个车轮的电机为轮边电机时，所述轮边电机用于通过减速机构与对应车轮驱动连接。
所述减速机构为行星齿轮减速机构。
所述燃料电池***包括燃料电池及燃料电池控制器，动力电池***包括动力电池及动力电池控制器；所述燃料电池控制器、动力电池控制器、双电机集成控制器均受控于整车控制器。
所述双电机控制器、DC/DC变换器、动力电池、燃料电池均设置于车辆内部后方的独立空间内。
本实用新型的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车省去了复杂的变速装置及差速装置，采用轮边/轮毂电机驱动及双电机集成控制器，提高了动力传输效率和制动能量回收效率，有效降低了整车能量消耗量；同时将双电机集成控制器、燃料电池***、动力电池***、DC/DC变换器等***全部后置，车内没有凸台，从前到后非常平坦，采用这种低地板形式，乘客上下车非常方便，改善燃料电池客车安装及调整不便的不足，大大增加了车内布置空间。
利用一个双电机集成控制器实现两电机的同时驱动，多器件可共用，节省了一套控制***所需部件，大大降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型轮边/轮毂驱动混合动力客车的结构示意图；
图2为采用轮边电机实施例的结构示意图；
图3为客车内部结构透视图；
图4为双电机集成控制器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
如图1所示为本实用新型轮边/轮毂驱动混合动力客车的结构示意图，由图可知，该车辆包括与动力***连接的通过对应轮边/轮毂电机驱动的两个车轮，动力***包括燃料电池***和动力电池***，燃料电池***通过DC/DC变换器与控制两个轮边/轮毂电机的双电机集成控制器连接，动力电池***并联于所述双电机集成控制器与DC/DC变换器之间。
燃料电池***包括燃料电池及燃料电池控制器，动力电池***包括动力电池及动力电池控制器；燃料电池控制器、动力电池控制器、双电机集成控制器均受控于整车控制器。
另外，燃料电池若不经DC/DC直接为整车提供需求功率，与电机直接相连，对燃料电池的保护不够，可导致燃料电池频繁变载，影响燃料电池的性能和使用寿命。本实施例的燃料电池***经DC/DC与动力电池***并联后提供整车需求功率，DC/DC对燃料电池***输出功率进行能量管理控制，减少了燃料电池在怠速和频繁变载工况的工作时间，使燃料电池***输出功率更加平稳，有效的保护了燃料电池，延长了燃料电池使用寿命，实现对燃料电池***的有效保护。
如图2所示，当采用轮边电机9时，可以在轮边电机与车轮之间增加减速机构，本实施例采用行星齿轮减速机构，包括齿圈8、行星架7和太阳轮6，齿圈、行星架和太阳轮共用一个共同的固定轴线，行星齿轮固定在行星架的齿轮轴上，同时与太阳轮和齿圈进行啮合。
另外，在车辆内部的后方隔出一个独立的空间，将燃料电池所需的氢气瓶5设置于车辆的顶部，将双电机集成控制器(图中未示出)、DC/DC变换器(图中未示出)、动力电池1、燃料电池2及燃料电池散热***4、轮边/轮毂电机的冷却***3等全部后置，车内没有凸台，从前到后非常平坦，如图3所示。
如图4所示，本实用新型的双电机集成控制器包括DSP控制器及功率单元和集中布置的母线电容，DSP控制器分别通过对应的驱动电路与构成功率单元6个桥臂的IGBT功率管控制连接，桥臂1-3与桥臂4-6共用一个母线电容。本实施例中桥臂1-3与电机1驱动连接，桥臂4-6与电机2驱动连接。
该双电机集成控制器具有如下优点：(1)电机控制器内部电容器的共用：一般两个电机控制器需两个母线电容，而本实用新型的集成式轮边电机控制器只需一个电容器，节省了一半非集成式电机控制器所需的母线线缆；(2)DSP的共用：由于1个DSP就有18路PWM输出，而一般一个电机控制器只使用6路，故集成式轮边电机控制器使用一个DSP就可以满足输出12路PWM信号的需求；(3)散热***简化：集成式轮边电机控制器只需一套散热***，降低了管路布置难度。
本实用新型采用轮边/轮毂电机驱动方式，配合双电机集成控制器的使用，相比采用单个电机需经过主减速器和差速器将动力从单一驱动电机分配动力的方案，省去了复杂的传动***，这种轮边/轮毂电机驱动方式，大大提高了整车的传动效率；且整车配备有动力电池***，能够进行制动能量回馈，车辆行驶过程中，若制动踏板踩下，或无功率需求的下坡制动时，驱动电机开始工作，回收制动能量，给动力电池充电，减少整车能量消耗。
以上实施例仅用于帮助理解本实用新型的核心思想，不能以此限制本实用新型，对于本领域的技术人员，凡是依据本实用新型的思想，对本实用新型进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，其特征在于：包括与动力***连接的通过对应轮边/轮毂电机驱动的两个车轮，所述动力***包括燃料电池***和动力电池***，所述燃料电池***通过DC/DC变换器与驱动两个轮边/轮毂电机的双电机集成控制器连接，动力电池***并联于所述双电机集成控制器与DC/DC变换器之间。
2.根据权利要求1所述的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，其特征在于：所述双电机集成控制器包括DSP控制器及功率单元和集中布置的母线电容，所述DSP控制器分别通过对应的驱动电路与构成功率单元对应桥臂的IGBT功率管控制连接，各IGBT功率管与两个对应的电机驱动连接。
3.根据权利要求1或2所述的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，其特征在于：当驱动两个车轮的电机为轮边电机时，所述轮边电机用于通过减速机构与对应车轮驱动连接。
4.根据权利要求3所述的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，其特征在于：所述减速机构为行星齿轮减速机构。
5.根据权利要求1所述的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，其特征在于：所述燃料电池***包括燃料电池及燃料电池控制器，动力电池***包括动力电池及动力电池控制器；所述燃料电池控制器、动力电池控制器、双电机集成控制器均受控于整车控制器。
6.根据权利要求5所述的轮边/轮毂驱动燃料电池混合动力客车，其特征在于：所述双电机控制器、DC/DC变换器、动力电池、燃料电池均设置于车辆内部后方的独立空间内。
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