[发明专利]175吨特种载重氢能车辆的氢能动力系统及氢能车辆

说明书

本发明公开了175吨特种载重氢能车辆的氢能动力系统及氢能车辆,创新应用12瓶液氢罐组和四组大功率氢燃料电池，创新应用四组轮毂电机驱动桥对该车八组车轮中的四组车轮作“前拉后推”的强劲动力配置。本发明由整车控制系统1，电机控制系统2，液氢罐组3，液氢泵4，吸收泄氢5，电机水冷6，整车高压配电盒7，启动电池8，高压气化器9，高压气罐10，氢燃料电池组11，储能电池组12，空调13，液氢室制冷14，液氢罐低温室16，轮毂电机驱动桥17，直流变压18，风机19等部件组成。本发明设计氢冷、吸氢与除霜水热管理15等体系，保障各部件正常工作，籍此可生产行驶稳、动力强、里程长、全轮转向灵活、23米长的该特种氢能载重车，可填补相关车辆的空白。

技术领域

本发明方法涉及氢能燃料电池动力配置技术运用于特种载重车辆制造的新能源汽车制造领域，具体是指一种175吨特种载重氢能车辆的氢能动力配置与技改方法。

背景技术

新能源汽车取代燃油汽车，已成为一种趋势。中国在氢能汽车的发展极为迅速，从国家工信部上榜的氢燃料汽车的类型看，已经有49吨及以下燃料电池运输车、燃料电池牵引车、燃料电池冷藏车、燃料电池叉车等多种商用、重卡车型。

国内在燃料电池重卡方面，有所突破。例如，2022年8月，国内有汽车商与氢燃料电池生产者联合生产出了载重49吨、号称续航达800公里和1000公里、单系统功率为240KW的重卡车型。

世界上载重最大的氢燃料混合动力矿山卡车，动力组为800KW,载重320 吨。国内也有企业想与国际能源公司合作开发150吨的无人驾驶氢燃料电池矿卡，以及采用370KW的氢燃料电池组(相当于500马力)，合作生产额定载重 154吨的超重型卡车。

随着电机驱动技术的发展，我国已经开始开发49吨的氢能重卡车辆。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供175吨特种载重氢能车辆的氢能动力系统及氢能车辆，旨在开发175吨及以上的特种载重氢能车辆，该车辆是配置8组车轮(即有30个车轮)的特大型特种载重车，采用4组轮毂电机直接驱动其中14个车轮的动力配置，明显区别于目前在开发的其他氢能重卡。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供175吨特种载重氢能车辆的氢能动力系统，其特征在于，包括整车控制系统、电机控制系统、液氢罐组、液氢泵、整车高压配电盒、启动电池、高压气化器、高压氢气罐、氢燃料电池组、大功率储能电池组、空调、轮毂电机驱动桥、直流变压器组和风机；液氢罐组、液氢泵、高压气化器和高压氢气罐依次连接；所述整车控制系统、氢燃料电池组和大功率储能电池组依次连接；所述整车控制系统还连接启动电池，启动电池连接风机，风机和氢燃料电池组连接；氢燃料电池组和高压氢气罐连接；

直流变压器组和氢燃料电池组一一对应连接；所述整车高压配电盒和直流变压器组连接；电机控制系统和整车高压配电盒连接；轮毂电机驱动桥和电机控制系统连接；空调和整车高压配电盒连接；

进一步地，所述大功率储能电池组吸收所述氢燃料电池在车辆停车、怠速时的电能，既维护了所述氢燃料电池的使用寿命，又增加了全车的电量；全车电量达到1300KWh。

进一步地，为维护所述12个液氢罐组安全储存和营运，还设计了专门的液氢隔离冷储室，并设计提供专门的液氢室制冷系统，以维持低温，保障所述液氢罐组的低温储存环境。

进一步地，还设计了吸收泄氢装置，吸收所述液氢隔离冷储室、液氢泵、高压气化器可能泄漏的氢气，消除因氢气外泄、聚集存在的隐患。

进一步地，为了保证所述轮毂电机驱动桥的长时间、长距离工作，设计了专门的电机水冷系统；由于液氢气化时释放冷能，因此，本发明方法设计了利用这种冷能用于电机冷却的专门系统。