一種燃料電池與太陽(yáng)能聯(lián)供型電動(dòng)汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料電池與太陽(yáng)能聯(lián)合供電系統(tǒng)，特別涉及一種燃料電池與太陽(yáng)能給電動(dòng)汽車聯(lián)合供電系統(tǒng)，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步、快速的增長(zhǎng)，汽車成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚牟糠?，?jù)中國(guó)汽車協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2012年，我國(guó)汽車產(chǎn)、銷量分別達(dá)到1927.18萬(wàn)輛和1930.64萬(wàn)輛，目前全國(guó)汽車的保有量已達(dá)1.2億量。有專家預(yù)測(cè)，中國(guó)汽車后市場(chǎng)在未來(lái)的10-15年時(shí)間中，每年將保持兩位數(shù)以上的高速增長(zhǎng)。
[0003]汽車給我們的工作、生活帶來(lái)方便的同時(shí)，汽車排放的尾氣也嚴(yán)重污染了我們賴以生存的環(huán)境染，同時(shí)，汽車所燃燒的燃油也消耗了大量的資源。近年來(lái)，新能源汽車不斷發(fā)展，插電式電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車均已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)上。電動(dòng)汽車受到電池技術(shù)限制，一次充電續(xù)航能力有限，所以燃料電池有望成為未來(lái)新能源汽車的重要發(fā)展方向。國(guó)家專CN1663838A公布了一種燃料電池汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)，系統(tǒng)由燃料電池子系統(tǒng)，蓄電池子系統(tǒng)，以及功率二極管，DC/DC變換器，電機(jī)控制器組成，縮減了 DC/DC變換器功率，增加了混合動(dòng)力系統(tǒng)的可靠性。中國(guó)專利CN102114789A公開了一種多功能燃料電池汽車系統(tǒng)，包括供能單元、驅(qū)動(dòng)單元、控制單元，多個(gè)用電單元共享一個(gè)供能單元，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。
[0004]燃料電池技術(shù)不受卡諾循環(huán)的限制，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到45%，但實(shí)際燃料電池的發(fā)電效率仍然不高，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車能源部分循環(huán)系統(tǒng)，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的效率和能源的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的系統(tǒng)效率較低的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池和太陽(yáng)能聯(lián)供型電動(dòng)汽車。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種燃料電池和太陽(yáng)能聯(lián)供型電動(dòng)汽車，包括:
[0007]光伏發(fā)電系統(tǒng)，將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能，由光伏電池串并聯(lián)構(gòu)成；
[0008]氫燃料儲(chǔ)存裝置，儲(chǔ)存電動(dòng)汽車所需的燃料氫氣；
[0009]燃料電池系統(tǒng)，用于將燃料轉(zhuǎn)換為直流電能；
[0010]單向DC/DC變換器，用于將燃料電池的直流電能轉(zhuǎn)化為滿足變換器的輸入電能；
[0011]雙向變換器，用于將單向DC/DC變換器和雙向DC/DC變換器輸出的直流電能變換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要的交流電能，并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)的交流電能進(jìn)行整流，通過(guò)雙向DC/DC變換器給動(dòng)力電池充電；
[0012]驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)車輛，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，由永磁同步電機(jī)構(gòu)成；
[0013]雙向DC/DC變換器，用于將車載電池的直流電能轉(zhuǎn)化為滿足變換器的輸入電能，當(dāng)變換器的工作在整流狀態(tài)時(shí)，變換器的輸出電能反饋給車載電池；
[0014]電解水容器，用于存儲(chǔ)燃料電池裝置發(fā)電過(guò)程所產(chǎn)生的水，并可以將水電解為氫氣;
[0015]動(dòng)力電池，用于存儲(chǔ)光伏電池所產(chǎn)生的電能，在燃料電池啟動(dòng)時(shí)作為啟動(dòng)電源；
[0016]車用負(fù)載，為汽車常用的負(fù)載，如收音機(jī)、車燈等。
[0017]其中，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)與車用負(fù)載、動(dòng)力電池、電解水容器連接,動(dòng)力電池與雙向DC/DC變換器的輸入連接，同時(shí)與燃料電池啟動(dòng)輔助設(shè)備連接，雙向DC/DC變換器的輸出與雙向變換器的輸入連接，雙向變換器的輸出與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。
[0018]所述燃料電池系統(tǒng)發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生直流電和水，直流電輸出與單向DC/DC變換器輸入連接，單向DC/DC變換器輸出與雙向變換器輸入連接，單向DC/DC變換器與雙單向DC/DC變換器在雙向變換器的輸入以并聯(lián)形式連接，中間并有超級(jí)電容器。燃料電池產(chǎn)生的水由管道與電解水容器連接，電解水容器供電單元與光伏電池連接，電解制的氫氣由輸氣管道與氫燃料儲(chǔ)存裝置連接，氫燃料儲(chǔ)存裝置輸出由輸氣管道與燃料電池系統(tǒng)的陽(yáng)極連接。
[0019]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅實(shí)現(xiàn)燃料電池與太陽(yáng)能光伏發(fā)電共同給電動(dòng)汽車供電，還實(shí)現(xiàn)水電解循環(huán)利用，進(jìn)而提高系統(tǒng)的效率，而且，當(dāng)電動(dòng)汽車存放在露天的停車場(chǎng)時(shí)，一方面降低了汽車內(nèi)的溫度，另一方面，產(chǎn)生了取車所需要的燃料。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中有:光伏發(fā)電系統(tǒng)1、氫燃料儲(chǔ)存裝置2、燃料電池系統(tǒng)3、單向DC/DC變換器4、雙向變換器5、驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、雙向DC/DC變換器7、電解水容器8、動(dòng)力電池9、車用負(fù)載10。
[0022]圖2為動(dòng)力電池與燃料電池供電結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，燃料電池系統(tǒng)3發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生直流電和水，其中的直流電輸出與單向DC/DC變換器4輸入連接，單向DC/DC變換器4輸出與雙向變換器5輸入連接，雙向變換器5輸出與驅(qū)動(dòng)電機(jī)6連接。其中燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的水由管道與電解水容器8連接，電解水容器8供電單元與光伏發(fā)電系統(tǒng)I輸出連接，電解水得到的氫氣由輸氣管道與氫燃料儲(chǔ)存裝置2連接，氫燃料儲(chǔ)存裝置2由輸氣管道與燃料電池系統(tǒng)3的陽(yáng)極連接。
[0025]光伏發(fā)電系統(tǒng)I的輸出與電解水容器8、動(dòng)力電池9、車用負(fù)載10的輸入連接，車用負(fù)載10的輸入與動(dòng)力電池9的輸出連接，動(dòng)力電池9的輸出同時(shí)與燃料電池系統(tǒng)3輔助啟動(dòng)設(shè)備連接，動(dòng)力電池9的輸出與雙向DC/DC變換器7輸入連接，雙向DC/DC變換器7的輸出與雙向變換器5連接，單向DC/DC變換器4與雙向DC/DC變換器7在雙向變換器5的輸入端以并聯(lián)形式連接，中間并有超級(jí)電容器。
[0026]所述光伏發(fā)電系統(tǒng)I由光伏電池模塊和最大功率跟蹤控制模塊構(gòu)成，光伏電池模塊由單晶硅電池和薄膜電池構(gòu)成，在電動(dòng)汽車的車頂安裝轉(zhuǎn)換效率較高的單晶硅電池，而在車窗兩側(cè)玻璃可安裝轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，但具有柔性和一定的透明度的薄膜電池，即能起到遮陽(yáng)和隱私的作用，又可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，最大功率跟蹤控制模塊由直流斬波電路和控制芯片構(gòu)成，目前，市場(chǎng)上可直接購(gòu)買到各種功率類型的最大功率跟蹤控制模塊。
[0027]所述氫燃料儲(chǔ)存裝置2用于儲(chǔ)存氫燃料，由高壓儲(chǔ)罐構(gòu)成，高壓儲(chǔ)罐已經(jīng)在一些質(zhì)子交換膜燃料電池