氢燃料电池履带车及能量管理策略

1.本发明涉及运输设备技术领域，特别涉及动力车辆，具体的，是一种氢燃料电池履带车及能量管理策略。


背景技术：

2.目前的使用的履带式车辆中，其动力来源为内燃机或蓄电池：
3.内燃机消耗化石燃料，对环境造成污染，且使用内燃机的履带车，内燃机的扭矩输出不够线性，难以适应履带车的复杂工况；
4.蓄电池使用的动力来源是大容量的蓄电池，在拆卸维修的过程中，如果不采用正确的处理方式，可能会导致有害气体排放甚至火灾发生，且电池不能被继续修复使用时，则需要对其进行回收，但其存在的毒性可引发火灾的可能，也给电池处理工作增加了难度。
5.因此，应用清洁能有的履带式车辆的推出显得尤为重要。
6.因而，有必要提供一种氢燃料电池履带车及能量管理策略来实现上述目的。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种氢燃料电池履带车及能量管理策略。
8.本发明通过如下技术方案实现上述目的：
9.技术方案一：
10.一种氢燃料电池履带车，包括车辆主体，车辆主体两侧对应设置有履带组件，履带组件包括主动轮，车辆主体内对应主动轮设置有电动机，通过电动机直接驱动主动轮形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；
11.电动机对应配置有动力控制系统、燃料电池模组；
12.燃料电池模组形成对应电动机提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统形成清洁能源驱动式高适应性履带车。
13.进一步的，对应电动机，车辆主体内设置有冷却系统和加湿系统。
14.进一步的，对应燃料电池模组，车辆主体内设置有空气泵和高压氢瓶模组。
15.进一步的，对应燃料电池模组，车辆主体内还设置有超电容；超级电容形成对燃料电池模组的能源补充结构。
16.进一步的，履带组件还包括对应主动轮设置的若干从动轮，主动轮和若干从动轮外包裹设置有驱动履带。
17.技术方案二：
18.一种氢燃料电池履带车能量管理策略，通过燃料电池模组和超级电容形成混合动力驱动系统，具体包括如下模式：
19.启动模式：燃料电池模组从启动到对外做功，需要一些必要的准备，由超级电容平稳地启动履带车；履带车整车需求功率决定是否启动燃料电池模组，需求功率小于燃料电池模组高效工作区的最小允许输出功率，则超级电容仍单独驱动；
20.加速模式：履带车加速或上坡，燃料电池模组工作在高效工作区的最大允许输出功率，超级电容对履带车整车需求功率进行补充，超级电容在此起到功率补充的作用，即联合驱动；
21.巡航模式：履带车需求功率平稳：如超级电容还有储能空间，燃料电池模组驱动车辆履带车同时为超级电容充电；如超级电容无需充电，燃料电池模组工作在高效点，不足或多余的部分由超级电容补充或回收；
22.制动回收模式：履带车减速或者制动时，在低制动功率条件下，超级电容吸收全部再生制动能量；在高制动功率条件下，为防止超级电容出现过充现象，超级电容只回收低制动功率条件下的低频部分；再生制动达到最大制动能力，但是还不能满足制动要求时，进行机械制动。
23.与现有技术相比，本发明通过使用燃料电池模组、超级电容进行混合动力驱动，使用电动机驱动，相较内燃机，动力输出更加线性，能够适应履带车复杂恶劣的工作环境；燃料电池的反应产物只有水，不会对环境产生污染；通过清洁能源模式，减少传统蓄电池的后续处理步骤，减少履带车后续运维的难度。
附图说明
24.图1是本发明的结构示意图之一。
25.图2是本发明的结构示意图之二。
26.图3是本发明的结构示意图之三。
27.图4是本发明的混合动力驱动系统示意图。
具体实施方式
28.本实施例展示一种氢燃料电池履带车，参照图1-3，包括车辆主体100，车辆主体100两侧对应设置有履带组件200，履带组件200包括主动轮1，车辆主体100内对应主动轮设置有电动机2，通过电动机2直接驱动主动轮1形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；
29.电动机2对应配置有动力控制系统3、燃料电池模组4；
30.燃料电池模组4形成对应电动机2提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统3形成清洁能源驱动式高适应性履带车。
31.对应电动机2，车辆主体100内设置有冷却系统5和加湿系统6。
32.对应燃料电池模组4，车辆主体100内设置有空气泵7和高压氢瓶模组8。
33.对应燃料电池模组4，车辆主体100内还设置有超电容9；超级电容形成对燃料电池模组4的能源补充结构。
34.履带组件200还包括对应主动轮设置的若干从动轮11，主动轮1和若干从动轮11外包裹设置有驱动履带12。
35.通过燃料电池模组4和超级电容9形成混合动力驱动系统，如图4，具体包括如下模式：
36.启动模式：燃料电池模组4从启动到对外做功，需要一些必要的准备，由超级电容9平稳地启动履带车；履带车整车需求功率决定是否启动燃料电池模组4，需求功率小于燃料电池模组4高效工作区的最小允许输出功率，则超级电容9仍单独驱动；
37.加速模式：履带车加速或上坡，燃料电池模组4工作在高效工作区的最大允许输出功率，超级电容9对履带车整车需求功率进行补充，超级电容9在此起到功率补充的作用，即联合驱动；
38.巡航模式：履带车需求功率平稳：如超级电容9还有储能空间，燃料电池模组4驱动车辆履带车同时为超级电容9充电；如超级电容9无需充电，燃料电池模组4工作在高效点，不足或多余的部分由超级电容9补充或回收；
39.制动回收模式：履带车减速或者制动时，在低制动功率条件下，超级电容9吸收全部再生制动能量；在高制动功率条件下，为防止超级电容9出现过充现象，超级电容9只回收低制动功率条件下的低频部分；再生制动达到最大制动能力，但是还不能满足制动要求时，进行机械制动。
40.与现有技术相比，本发明通过使用燃料电池模组、超级电容进行混合动力驱动，使用电动机驱动，相较内燃机，动力输出更加线性，能够适应履带车复杂恶劣的工作环境；燃料电池的反应产物只有水，不会对环境产生污染；通过清洁能源模式，减少传统蓄电池的后续处理步骤，减少履带车后续运维的难度。
41.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种氢燃料电池履带车，特征为：包括车辆主体，车辆主体两侧对应设置有履带组件，履带组件包括主动轮，车辆主体内对应主动轮设置有电动机，通过电动机直接驱动主动轮形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；电动机对应配置有动力控制系统、燃料电池模组；燃料电池模组形成对应电动机提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统形成清洁能源驱动式高适应性履带车。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：对应电动机，车辆主体内设置有冷却系统和加湿系统。3.根据权利要求1或2所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：对应燃料电池模组，车辆主体内设置有空气泵和高压氢瓶模组。4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：对应燃料电池模组，车辆主体内还设置有超电容；超级电容形成对燃料电池模组的能源补充结构。5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池履带车，特征为：履带组件还包括对应主动轮设置的若干从动轮，主动轮和若干从动轮外包裹设置有驱动履带。6.一种氢燃料电池履带车能量管理策略，特征为：通过燃料电池模组和超级电容形成混合动力驱动系统，具体包括如下模式：启动模式：燃料电池模组从启动到对外做功，需要一些必要的准备，由超级电容平稳地启动履带车；履带车整车需求功率决定是否启动燃料电池模组，需求功率小于燃料电池模组高效工作区的最小允许输出功率，则超级电容仍单独驱动；加速模式：履带车加速或上坡，燃料电池模组工作在高效工作区的最大允许输出功率，超级电容对履带车整车需求功率进行补充，超级电容在此起到功率补充的作用，即联合驱动；巡航模式：履带车需求功率平稳：如超级电容还有储能空间，燃料电池模组驱动车辆履带车同时为超级电容充电；如超级电容无需充电，燃料电池模组工作在高效点，不足或多余的部分由超级电容补充或回收；制动回收模式：履带车减速或者制动时，在低制动功率条件下，超级电容吸收全部再生制动能量；在高制动功率条件下，为防止超级电容出现过充现象，超级电容只回收低制动功率条件下的低频部分；再生制动达到最大制动能力，但是还不能满足制动要求时，进行机械制动。

技术总结
本发明氢燃料电池履带车及能量管理策略，包括车辆主体，车辆主体两侧对应设置有履带组件，履带组件包括主动轮，车辆主体内对应主动轮设置有电动机，通过电动机直接驱动主动轮形成履带组件高线性扭矩输出驱动结构；电动机对应配置有动力控制系统、燃料电池模组；燃料电池模组形成对应电动机提供驱动能源的清洁能源供应结构，配合动力控制系统形成清洁能源驱动式高适应性履带车。动式高适应性履带车。动式高适应性履带车。


技术研发人员：徐晓明 洪吉超 陈东方 李跃华 胡松 杨海旭 张昕阳 张硌
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/11