[实用新型]一种插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其是涉及一种插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统。

背景技术

新能源汽车以其节能、环保等诸多优点，已成为目前汽车发展的重要方向。目前，纯电动汽车已得到了广泛的应用，但是由于动力电池组容量的限制，其续航里程较短，而且存在充电桩较少，充电时间较长等问题，因此，纯电动车较难满足长途行驶的需求。虽然常规混合动力汽车可以大大延长行驶里程，但其采用燃油来提供动力，能量转换效率低且会造成环境污染。

燃料电池发动机增程式电动汽车综合了纯电动汽车和混合动力汽车的优点，其采用燃料电池发动机做增程器，摆脱了纯电动汽车受续驶里程的限制，且传动系统简单，从而提高了传动效率，减少了功率损失。同时，燃料电池发动机的最终产物是水，达到了零排放或近似零排放，能够实现对环境的零污染。

专利文献(中国专利公开号：CN100999191A)中公开了一种混合动力汽车的燃料电池动力系统，包括驱动电机、电机控制器、燃料电池堆、燃料电池发动机控制器、DC/DC变换器、锂离子蓄电池，其采用燃料电池发动机为主要动力源，锂离子蓄电池为辅助动力源。但是该专利所述方案中，未采用四轮驱动，动力性较弱，且无法通过外接充电器对锂离子蓄电池进行充电。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统。增程器采用燃料电池发动机+DC/DC转换器、前轴采用左右轮毂电机、后轴采用集中电机+减速器+差速器、可外接电网充电的插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统尚未有人提出。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统，该系统包括驱动单元以及相互连接的混合动力电源单元和控制单元，所述的混合动力电源单元包括分别与控制单元连接的燃料电池发动机和动力电池组，所述的控制单元连接驱动单元，所述的驱动单元包括集中电机、减速器、差速器、左轮毂电机和右轮毂电机，所述的集中电机、减速器和差速器依次连接，所述的左轮毂电机和右轮毂电机分别与左、右前轮连接。

所述的控制单元包括整车控制器、各电机控制器、燃料电池发动机控制器和电池管理控制器，所述的整车控制器分别连接各电机控制器、燃料电池发动机控制器和电池管理控制器。

所述的各电机控制器包括第一电机控制器、第二电机控制器和第三电机控制器，所述的第一电机控制器连接集中电机，所述的第二电机控制器连接左轮毂电机，所述的第三电机控制器连接右轮毂电机。

所述的混合动力电源单元还包括DC/DC转换器和充电器，所述的燃料电池发动机控制器、燃料电池发动机和DC/DC转换器依次连接，所述的电池管理控制器分别连接动力电池组和充电器，所述的DC/DC转换器连接动力电池组。

所述的DC/DC转换器分别连接各电机控制器，所述的动力电池组分别连接各电机控制器，所述的整车控制器连接DC/DC转换器，所述的燃料电池发动机控制器连接燃料电池发动机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型的一种插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统使用燃料电池发动机做增程器，降低了机械传动系统的复杂度，提高了整车的传动效率；

(2)采用前轴左右轮毂电机，后轴集中电机的布置方案，使得车辆整体重心前移，提高了驾驶员的操控性。

(3)使用氢气作为燃料，能量密度高，对环境无污染；

(4)多种工作模式的切换满足了不同行驶工况下的功率需求。

附图说明

图1为一种插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统的结构示意图；

图2为纯电驱动模式下的能量流示意图；

图3为增程模式下的能量流示意图；

图4为纯燃料电池发动机模式下的能量流示意图；

图5为并联模式的能量流示意图；

图6为再生制动模式下的能量流示意图；

图7为停车充电状态下的能量流示意图；

图8为插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统衍生方案一的结构示意图；

图9为插电式电-电混合燃料电池增程式四驱动力系统衍生方案二的结构示意图；

表示CAN总线，“----”表示高压电气连接，表示机械连接，“.......”表示部件与其控制器连接；

图中标号说明：