一种燃料电池与太阳能联供型电动汽车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池与太阳能联供型电动汽车，将太阳能光伏发电与燃料电池结合，综合应用于电动汽车。太阳能光伏发电系统直接给动力电池、车用负载、电解水容器供电，电解水容器制得氢气，可为燃料电池发电系统提供氢能源。动力电池通过双向DC／DC变换器升压后将高压直流电能送至双向变换器输入端，双向变换器输出端直接与驱动电机连接。燃料电池发电系统产生的电能通过单向DC／DC变换器升压后并联在双向变换器输入端，同时产生的水送至电解水容器。在动力电池出现电能较低时，燃料电池发电系统可为动力电池进行充电，以满足车用负载用电需求和行车要求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃料电池与太阳能联合供电系统，特别涉及一种燃料电池与太阳能给电动汽车联合供电系统，属于新能源

技术介绍
近年来，我国经济稳步、快速的增长，汽车成为我们日常生活中不可缺少的部分，据中国汽车协会数据显示，2012年，我国汽车产、销量分别达到1927.18万辆和1930.64万辆，目前全国汽车的保有量已达1.2亿量。有专家预测，中国汽车后市场在未来的10-15年时间中，每年将保持两位数以上的高速增长。汽车给我们的工作、生活带来方便的同时，汽车排放的尾气也严重污染了我们赖以生存的环境染，同时，汽车所燃烧的燃油也消耗了大量的资源。近年来，新能源汽车不断发展，插电式电动汽车、混合动力汽车均已经出现在市场上。电动汽车受到电池技术限制，一次充电续航能力有限，所以燃料电池有望成为未来新能源汽车的重要发展方向。国家专CN1663838A公布了一种燃料电池汽车混合动力系统，系统由燃料电池子系统，蓄电池子系统，以及功率二极管，DC/DC变换器，电机控制器组成，缩减了DC/DC变换器功率，增加了混合动力系统的可靠性。中国专利CN102114789A公开了一种多功能燃料电池汽车系统，包括供能单元、驱动单元、控制单元，多个用电单元共享一个供能单元，系统结构紧凑。燃料电池技术不受卡诺循环的限制，转换效率可达到45％，但实际燃料电池的发电效率仍然不高，本技术提供一种电动汽车能源部分循环系统，可进一步提高系统的效率和能源的利用率。
技术实现思路
技术目的：针对上述现有技术存在的系统效率较低的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种燃料电池和太阳能联供型电动汽车。技术方案：为实现上述技术目的，本技术采用的技术方案为一种燃料电池和太阳能联供型电动汽车，包括：光伏发电系统，将太阳辐射能转换为电能，由光伏电池串并联构成；氢燃料储存装置，储存电动汽车所需的燃料氢气；燃料电池系统，用于将燃料转换为直流电能；单向DC/DC变换器，用于将燃料电池的直流电能转化为满足变换器的输入电能；双向变换器，用于将单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器输出的直流电能变换为驱动电机所需要的交流电能，并将驱动电机工作在发电状态时的交流电能进行整流，通过双向DC/DC变换器给动力电池充电；驱动电机，用于驱动车辆，将电能转换为机械能，由永磁同步电机构成；双向DC/DC变换器，用于将车载电池的直流电能转化为满足变换器的输入电能，当变换器的工作在整流状态时，变换器的输出电能反馈给车载电池；电解水容器，用于存储燃料电池装置发电过程所产生的水，并可以将水电解为氢气；动力电池，用于存储光伏电池所产生的电能，在燃料电池启动时作为启动电源；车用负载，为汽车常用的负载，如收音机、车灯等。其中，所述光伏发电系统与车用负载、动力电池、电解水容器连接，动力电池与双向DC/DC变换器的输入连接，同时与燃料电池启动辅助设备连接，双向DC/DC变换器的输出与双向变换器的输入连接，双向变换器的输出与驱动电机连接。所述燃料电池系统发电过程产生直流电和水，直流电输出与单向DC/DC变换器输入连接，单向DC/DC变换器输出与双向变换器输入连接，单向DC/DC变换器与双单向DC/DC变换器在双向变换器的输入以并联形式连接，中间并有超级电容器。燃料电池产生的水由管道与电解水容器连接，电解水容器供电单元与光伏电池连接，电解制的氢气由输气管道与氢燃料储存装置连接，氢燃料储存装置输出由输气管道与燃料电池系统的阳极连接。有益效果：本技术与现有技术相比，不仅实现燃料电池与太阳能光伏发电共同给电动汽车供电，还实现水电解循环利用，进而提高系统的效率，而且，当电动汽车存放在露天的停车场时，一方面降低了汽车内的温度，另一方面，产生了取车所需要的燃料。附图说明图1为本技术结构示意图；图中有：光伏发电系统1、氢燃料储存装置2、燃料电池系统3、单向DC/DC变换器4、双向变换器5、驱动电机6、双向DC/DC变换器7、电解水容器8、动力电池9、车用负载10。图2为动力电池与燃料电池供电结构图。具体实施方式下面结合附图，进一步阐明本技术。如图1所示，燃料电池系统3发电过程产生直流电和水，其中的直流电输出与单向DC/DC变换器4输入连接，单向DC/DC变换器4输出与双向变换器5输入连接，双向变换器5输出与驱动电机6连接。其中燃料电池系统产生的水由管道与电解水容器8连接，电解水容器8供电单元与光伏发电系统1输出连接，电解水得到的氢气由输气管道与氢燃料储存装置2连接，氢燃料储存装置2由输气管道与燃料电池系统3的阳极连接。光伏发电系统1的输出与电解水容器8、动力电池9、车用负载10的输入连接，车用负载10的输入与动力电池9的输出连接，动力电池9的输出同时与燃料电池系统3辅助启动设备连接，动力电池9的输出与双向DC/DC变换器7输入连接，双向DC/DC变换器7的输出与双向变换器5连接，单向DC/DC变换器4与双向DC/DC变换器7在双向变换器5的输入端以并联形式连接，中间并有超级电容器。所述光伏发电系统1由光伏电池模块和最大功率跟踪控制模块构成，光伏电池模块由单晶硅电池和薄膜电池构成，在电动汽车的车顶安装转换效率较高的单晶硅电池，而在车窗两侧玻璃可安装转换效率相对较低，但具有柔性和一定的透明度的薄膜电池，即能起到遮阳和隐私的作用，又可将太阳能转换为电能，最大功率跟踪控制模块由直流斩波电路和控制芯片构成，目前，市场上可直接购买到各种功率类型的最大功率跟踪控制模块。所述氢燃料储存装置2用于储存氢燃料，由高压储罐构成，高压储罐已经在一些质子交换膜燃料电池电动汽车试验车上使用，我国已经研制出了一种车载氢燃料箱，是一种轻质压力容器，以铝合金为内胆，外层缠绕碳纤维增强的符合材料层。所述燃料电池系统3可由质子交换膜燃料电池构成，主要由两部分构成，即燃料电池堆和启动辅助设备。可将氢的化学能直接转化为电能，根据电动汽车的动力特性，需要设计一定功率的燃料电池堆，燃料电池系统3输出的直流电能通过单向DC/DC变换器4升压后，送至双向变换器5，从而给驱动电机6供电。所述单向DC/DC变换器4是由直流升压斩波电路构成，将燃料电池系统3输出的低压直流电能变换为高压直流电能。所述双向变换器5，用于将直流电能转化为驱动电机6所需要的电能。驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池与太阳能联供型电动汽车，包括：?光伏发电系统(1)，氢燃料储存装置(2)，燃料电池系统(3)，单向DC/DC变换器(4)，双向变换器(5)，驱动电机(6)，双向DC/DC变换器(7)，电解水容器(8)，动力电池(9)，车用负载(10)；?其特征在于燃料电池系统(3)发电过程产生直流电和水，其中的直流电输出与单向DC/DC变换器(4)输入连接，单向DC/DC变换器(4)输出与双向变换器(5)输入连接，双向变换器(5)输出与驱动电机(6)连接，其中燃料电池系统产生的水由管道与电解水容器(8)连接，电解水容器(8)供电单元与光伏发电系统(1)输出连接，电解水得到的氢气由输气管道与氢燃料储存装置(2)连接，氢燃料储存装置(2)由输气管道与燃料电池系统(3)的阳极连接；?光伏发电系统(1)的输出与电解水容器(8)、动力电池(9)、车用负载(10)的输入连接，车用负载(10)的输入与动力电池(9)的输出连接，动力电池(9)的输出同时与燃料电池系统(3)辅助启动设备连接，动力电池(9)的输出与双向DC/DC变换器(7)输入连接，双向DC/DC变换器(7)的输出与双向变换器(5)连接，单向DC/DC变换器(4)与双向DC/DC变换器(7)在双向变换器(5)的输入端以并联形式连接，中间并有超级电容器。...

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池与太阳能联供型电动汽车，包括： 
光伏发电系统(1)，氢燃料储存装置(2)，燃料电池系统(3)，单向DC/DC变换器(4)，双向变换器(5)，驱动电机(6)，双向DC/DC变换器(7)，电解水容器(8)，动力电池(9)，车用负载(10)； 
其特征在于燃料电池系统(3)发电过程产生直流电和水，其中的直流电输出与单向DC/DC变换器(4)输入连接，单向DC/DC变换器(4)输出与双向变换器(5)输入连接，双向变换器(5)输出与驱动电机(6)连接，其中燃料电池系统产生的水由管道与电解水容器(8)连接，电解水容器(8)供电单元与光伏发电系统(1)输出连接，电解水得到的氢气由输气管道与氢燃料储存装置(2)连接，氢燃料储存装置(2)由输气管道与燃料电池系统(3)的阳极连接； 
光伏发电系统(1)的输出与电解水容器(8)、动力电池(9)、车用负载(10)的输入连接，车用负载(10)的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊娇，
申请(专利权)人：李俊娇，
类型：实用新型
国别省市：