一种氢燃料电池拖拉机制造技术

一种氢燃料电池拖拉机，包括锂电池系统、氢燃料电池系统、电控系统及异步电机，该电控系统包括整车控制器、电机控制器，所述整车控制器分别与锂电池系统、氢燃料电池系统以及电机控制器通信相连，锂电池系统和氢燃料电池系统的电能输出端分别通过电机控制器与异步电机连接，氢燃料电池系统的电能输出端还与锂电池系统的电能输入端连接。借由上述技术方案，本实用新型专利技术不仅可以采用锂电池系统实现供电，还可使用氢气和空气直接转换为电能驱动拖拉机运行，并且使用过程中没有温室气体和污染物排放，并具有更高的能量转换效率，更长的续航时间；充电方式可以为加氢或锂电池充电两种方案，使用更灵活，应用范围更广泛。应用范围更广泛。应用范围更广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池拖拉机


[0001]本技术属于农业机械制造领域，特别涉及一种氢燃料电池拖拉机。

技术介绍

[0002]拖拉机是指用于牵引、推动、携带或驱动配套机具进行作业的自走式动力机械，是农民从事经济发展和农耕作业的主要工具。当前我国绝大部分拖拉机都使用柴油和汽油作为动力燃料，工作时噪音大，容易超标排放污染气体。当前环保形势日益严峻，对农用机械的节能减排也有了更高的要求，需要寻找一种新型能源动力。
[0003]电动拖拉机因其作业时无排放、无需消耗燃油、依靠电机进行起动调速等工作属性，从而能较传统燃油拖拉机更好地适应未来新型农业的发展，同时也利于应对能源危机的困局。在农业方面，其无排放的优点可以很好的与设施农业搭配、促进设施农业的大规模推广。但电动拖拉机在农业应用中存在续航里程有限、充电时间过长的缺陷。
[0004]氢燃料电池是一种能够将燃料中的化学能直接转换成电能的新型发电装置，它在提供能量的时候仅产生水和热，是一种零碳排放对环境零污染的清洁能源，因此将氢燃料电池与农业机械相结合具备良好的应用前景。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本技术提出了一种使用氢燃料电池的拖拉机，不仅同时具有柴油拖拉机和电动拖拉机的优点，还避免了工作噪音大、污染排放量高及续航里程短等缺点，具有良好的实用性。
[0006]本技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本技术提出的一种氢燃料电池拖拉机，包括锂电池系统、氢燃料电池系统、电控系统及异步电机，该电控系统包括整车控制器、电机控制器，所述整车控制器分别与锂电池系统、氢燃料电池系统以及电机控制器通信相连，锂电池系统和氢燃料电池系统的电能输出端分别通过电机控制器与异步电机连接，氢燃料电池系统的电能输出端还与锂电池系统的电能输入端连接。
[0007]本技术的目的还采用以下技术措施来进一步实现。
[0008]前述的氢燃料电池拖拉机，其中锂电池系统包括相连的锂电池组及电池管理系统BMS，氢燃料电池系统包括燃料电池、DC/DC模块、氢进二级减压阀、空气过滤器、空压机、补水壶、冷却液过滤器、散热水泵、离子过滤器以及储氢瓶；
[0009]其中空气过滤器通过空压机与燃料电池连接，储氢瓶通过氢进二级减压阀与燃料电池连接，燃料电池的电能输出端通过DC/DC模块与锂电池组连接，补水壶依次通过冷却液过滤器、散热水泵以及离子过滤器后与燃料电池连接。
[0010]前述的氢燃料电池拖拉机，其中空压机与燃料电池之间的气体管路上还安装有空气流量计。
[0011]前述的氢燃料电池拖拉机，其中散热水泵还与散热器连接，散热器设置在燃料电
池的壳体上起散热作用。
[0012]前述的氢燃料电池拖拉机，其中氢燃料电池系统还包括与燃料电池电性连接的氢气报警器。
[0013]前述的氢燃料电池拖拉机，其中氢燃料电池系统还包括与燃料电池电性连接的通风风机。
[0014]前述的氢燃料电池拖拉机，其中氢燃料电池系统还包括与燃料电池电性连接的电压监控系统。
[0015]前述的氢燃料电池拖拉机，其中DC/DC模块与锂电池组之间设有预充控制电路。
[0016]前述的氢燃料电池拖拉机，其中预充控制电路包括正极输入端、负极输入端、熔断器、主接触器、预充接触器、预充电阻、时间继电器、正极输出端以及负极输出端；其中正极输入端与DC/DC模块的正极相连，负极输入端与DC/DC模块的负极相连，正极输出端与锂电池组的正极连接，负极输出端与锂电池组的负极连接；正极输入端与正极输出端之间串联设置有熔断器和主接触器，所述预充电阻和预充接触器串联后与所述主接触器并联，时间继电器分别输出控制预充接触器以及主接触器，且该时间继电器与整车控制器连接。
[0017]借由上述技术方案，本技术所提出的氢燃料电池拖拉机使用氢气和空气直接转换为电能驱动拖拉机运行，由于氢气是一种清洁能源，其使用过程中没有温室气体和污染物排放，并具有更高的能量转换效率，可实现更长的续航里程；此外，本技术可采用加氢或者充电两种供电方式，使用更灵活，应用范围更广泛。
[0018]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0019]图1是本技术的结构框图。
[0020]图2是本技术中氢燃料电池系统的结构示意图。
[0021]图3是本技术中预充控制电路的连接关系示意图。
[0022]图4是本技术一种氢燃料电池拖拉机的外观结构示意图。
具体实施方式
[0023]为更进一步阐述本技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例作出详细说明。
[0024]请参阅图1至图4，本技术一种氢燃料电池拖拉机，包括锂电池系统、氢燃料电池系统以及电控系统。锂电池系统包括锂电池组101、温控系统、电池管理系统BMS，其中温控系统与锂电池组连接用于监测电池温度并将温度信息传递给电池管理系统BMS，该电池管理系统BMS与整车控制器连接进行信息交互；锂电池组、温控系统、电池管理系统BMS三者之间的连接关系以及所实现的功能为现有技术，不作赘述。氢燃料电池系统包括燃料电池201、DC/DC模块202、氢进二级减压阀203、空气过滤器204、空压机205、补水壶206、冷却液过滤器207、散热水泵208、散热器209、离子过滤器210以及储氢瓶211。电控系统包括整车控制器301、电机控制器302。
[0025]整车控制器301是车辆的核心控制部件，它起着控制车辆运行的作用，其主要功能包括驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等，整车控制器普遍存在于燃油机动车和电动车上。本实施例中，整车控制器通过CAN总线分别与锂电池系统、氢燃料电池系统以及电机控制器302通信相连，氢燃料电池系统的电能输出端分别与锂电池系统以及电机控制器连接，锂电池系统的电能输出端通过电机控制器302与拖拉机的异步电机连接从而提供动力源；电机控制器在整车控制器的调度之下从氢燃料电池系统和锂电池系统中获得直流电输出到异步电机。拖拉机工作时，整车控制器作为核心控制部件，其不仅可以控制由锂电池系统为拖拉机的异步电机供电，也可以在监测到锂电池系统电量不足时控制由氢燃料系统为异步电机供电，或者是控制锂电池系统华和氢燃料电池系统共同对异步电机进行供电，异步电机与拖拉机的后轮驱动轴连接。一般情况下，整车控制器是通过控制锂电池系统和氢燃料电池系统电能输出端处回路上的接触器或其它类似的开关类元器件的开闭实现控制电能是否输出。
[0026]以下对本实施例的技术方案作进一步说明。
[0027]所述空气过滤器204通过空压机205与燃料电池201连接，用于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池拖拉机，其特征在于包括锂电池系统、氢燃料电池系统、电控系统及异步电机，该电控系统包括整车控制器、电机控制器，所述整车控制器分别与锂电池系统、氢燃料电池系统以及电机控制器通信相连，锂电池系统和氢燃料电池系统的电能输出端分别通过电机控制器与异步电机连接，氢燃料电池系统的电能输出端还与锂电池系统的电能输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池拖拉机，其特征在于所述锂电池系统包括相连的锂电池组及电池管理系统BMS，氢燃料电池系统包括燃料电池、DC/DC模块、氢进二级减压阀、空气过滤器、空压机、补水壶、冷却液过滤器、散热水泵、离子过滤器以及储氢瓶；其中空气过滤器通过空压机与燃料电池连接，储氢瓶通过氢进二级减压阀与燃料电池连接，燃料电池的电能输出端通过DC/DC模块与锂电池组连接，补水壶依次通过冷却液过滤器、散热水泵以及离子过滤器后与燃料电池连接。3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池拖拉机，其特征在于所述空压机与燃料电池之间的气体管路上还安装有空气流量计。4.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池拖拉机，其特征在于所述散热水泵还与散热器连接，散热器设置在燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思洋，马天宝，李志明，韩科伟，黄小明，张丹枫，王鹏，杨倩倩，刘文彦，
申请(专利权)人：清华大学天津高端装备研究院洛阳先进制造产业研发基地，
类型：新型
国别省市：