[发明专利]一种使用氢燃料的新能源驱动装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种使用氢燃料的新能源驱动装置及其控制方法，该驱动装置包括氢燃料供能系统、锂电系统、控制系统和驱动电机，所述氢燃料供能系统和锂电系统均电气连接至控制系统，所述锂电系统包括第一锂电池和第二锂电池，所述氢燃料供能系统包括供氢系统、空气系统、氢燃料电堆和热管理系统，所述氢燃料电堆、第一锂电池和第二锂电池均与驱动电机连接，所述控制系统根据氢燃料电堆的输出功率控制切换第一锂电池和第二锂电池的输出功率。采用本发明的驱动装置，利用具有不同输出功耗的第一锂电池和第二锂电池作为补充能源，可以在保障系统经济性的同时，弥补氢燃料电堆功率爬升速度慢、额定功率低，以及加氢不便时车辆使用受限的问题。

技术领域

本发明属于新能源汽车驱动系统设计技术领域，具体涉及一种使用氢燃料的新能源驱动装置及其控制方法。

背景技术

现有的使用氢燃料的新能源驱动装置，受限于氢燃料电堆的额定功率不足以及功率变化速度过慢的现有技术缺陷，以及受限于当前阶段加氢尚欠缺便利性，所以如何在整车成本合理的前提条件下，提升整车的动态性能和纯电续驶里程以满足用户的实际用车需求、减小用户的加氢焦虑以及扩大车辆的适用场景是当前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种使用氢燃料的新能源驱动装置及其控制方法，其在使用氢燃料电堆作为主驱动的基础上增设两个具有不同放电倍率的锂电池分别作为功率型补充驱动和能量型补充驱动，即功率型锂电池和能量型锂电池，从而弥补氢燃料电堆功率变化速度慢的缺陷，并在氢燃料电堆额定功率不足或加氢不便时为车辆提供充足的驱动能量，以提升车辆的续航时间。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明首先提供一种使用氢燃料的新能源驱动装置，其包括氢燃料供能系统、锂电系统、控制系统和驱动电机，所述氢燃料供能系统和锂电系统均电气连接至控制系统，所述锂电系统包括第一锂电池和第二锂电池，所述氢燃料供能系统包括供氢系统、空气系统、氢燃料电堆和热管理系统，所述氢燃料电堆、第一锂电池和第二锂电池均与驱动电机连接，所述控制系统根据氢燃料电堆的输出功率控制切换第一锂电池和第二锂电池的输出功率。

进一步，所述供氢系统包括储气瓶、脉冲控制阀和喷射器，所述储气瓶通过供氢管路连通至氢燃料电堆的供氢口，所述脉冲控制阀和喷射器设置在所述供氢管路上。

进一步，所述空气系统包括空气滤清器、空气压缩机、中冷器和空气加湿器。

进一步，所述热管理系统包括散热器、加热器和水泵，所述散热器的进水口通过冷却进水管路连通氢燃料电堆的冷却水出口，所述散热器的出水口通过冷却出水管路连通至氢燃料电堆的冷却水进口，所述加热器和水泵设置在所述冷却出水管路上。

进一步，所述驱动电机的供电端口设置高压母线，所述氢燃料电堆的高压电接口连接高压母线，所述第一锂电池和第二锂电池分别通过第一高压继电器和第二高压继电器连接接入所述高压母线。

进一步，所述第一锂电池的放电倍率大于第二锂电池的放电倍率。

进一步，所述第一锂电池的额定容量小于第二锂电池的额定容量，且所述第一锂电池的放电电流大于第二锂电池的放电电流。具体地，本发明中第一锂电池优选采用功率型锂电池，用于弥补氢燃料电堆功率变化速度慢的问题，从控制策略上主要用于车辆急加速、超高速行驶等场景；第二锂电池优选采用能量型锂电池，从控制策略上主要用于高速巡航时弥补氢燃料电堆额定功率不足以及在车辆加氢不便时为车辆驱动提供能能量。