【技术实现步骤摘要】
本公开涉及能量供应，具体而言，涉及一种氢电联合供能系统和氢电联合供能方法。
技术介绍
1、随着氢燃料混合动力技术的发展，氢电联合供能成为道路交通装备等大型设备的一个优选供能方式。
2、氢电联合供能是指同时使用氢气和电能提供动力。例如，轨道交通装备(比如新能源机车)使用大容量储氢瓶组和大容量动力电池对发动机提供动力，从而实现能效、驱动效率和环保性能的多重优化。相比于现有机车，使用氢电联合供能的新能源机车明显具有多种优势，普及新能源机车成为技术发展的趋势。
3、由于新能源机车的功耗大，需要通过大流量加氢机组和大功率充电模块来补充氢气和电能，因此通常需要通过固定的充电站补充电能、通过固定的加氢站补充氢气。在普及新能源机车时，需要考虑到新能源机车运行距离长、运行范围广，这对充电站和加氢站的建设速度带来了挑战，充电站和加氢站的建设速度也对新能源机车的普及形成了制约。
4、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供一种氢电联合供能系统和氢电联合供能方法，以解决氢电联合供能系统在应用于大功耗场景时的能量补充难题。
2、根据本公开的第一方面，提供一种氢电联合供能系统，包括：储氢装置，用于储存氢气；储电装置，用于储存电能；能量转换装置，第一输入端连接电源，第二输入端连接氢气供应端，第一输出端连接储氢装置，第二输出端连接储电
3、在本公开的一个示例性实施例中，能量转换装置包括：变压器，变压器的第一输入端为能量转换装置的第一输入端，变压器的第二输入端连接第一燃料电池，变压器的第一输出端连接电解槽，变压器的第二输出端连接储电装置，变压器用于将来自第一燃料电池的直流电或来自电源的电能转换为第一预设电压的直流电后输出至储电装置，以及将来自电源的电能转换为第二预设电压的直流电后输出至电解槽；电解槽，输入端连接变压器的第一输出端，输出端连接变压机组，电解槽用于使用第二预设电压的直流电实现电解水以形成氢气并将氢气输出到变压机组；变压机组，变压机组第一输入端连接氢气供应端，变压机组的第二输入端连接电解槽的输出端，变压机组的第一输出端连接储氢装置，变压机组的第二输出端连接第一燃料电池，变压机组用于将来自氢气供应端或电解槽的氢气进行压力转换后输出到储氢装置，以及，将来自氢气供应端的氢气进行压力转换后输出至第一燃料电池；第一燃料电池，输入端连接变压机组的第二输出端，输出端连接变压器，第一燃料电池用于将变压机组输出的氢气转换为电能，并将电能输出到变压器。
4、在本公开的一个示例性实施例中，能量转换装置的第三输入端连接储电装置，能量转换装置还用于使用来自储电装置的电能对储氢装置补充氢气，和/或，能量转换装置的第四输入端连接储氢装置，能量转换装置还用于使用来自储氢装置的氢气对储电装置补充电能。
5、在本公开的一个示例性实施例中，在能量转换装置中，变压器的第三输入端连接储电装置，变压器还用于将来自储电装置的直流电转换为第二预设电压的直流电后输出到电解槽，和/或，能量转换装置中的变压机组的第三输入端连接储氢装置，变压机组还用于将来自储氢装置的氢气进行压力转换后输出到第一燃料电池。
6、在本公开的一个示例性实施例中，动力装置包括：顺次连接的电池单元、逆变器单元和引擎单元，电池单元用于将电能或氢气转化为第三预设电压的直流电，并将第三预设电压的直流电提供给逆变器单元，以使逆变器单元驱动引擎单元形成动力，以及，储存引擎单元通过逆变器单元回馈的电能；充电控制单元，连接能量转换装置和电池单元，用于控制能量转换装置的电能输送到电池单元时的电流、电压、充电时间；加氢控制单元，连接能量转换装置和电池单元，用于控制能量转换装置的氢气输送到电池单元时的流量、压力。
7、在本公开的一个示例性实施例中，充电控制单元的第一输入端连接储电装置，第二输入端连接变压器，输出端连接电池单元；加氢控制单元的第一输入端连接储氢装置，第二输入端连接变压机组，输出端连接电池单元。
8、在本公开的一个示例性实施例中，储氢装置包括多个在空间上独立的储氢模块，不同储氢模块的容量不完全相同、储氢方式不完全相同、体积不完全相同，储氢模块允许被单独更换；和/或，储电装置包括多个在空间上独立的动力电池，不同动力电池的容量不完全相同、电池种类不完全相同、体积不完全相同，动力电池允许被单独更换。
9、根据本公开的第二方面，提供一种氢电联合供能方法，应用于上任一项的氢电联合供能系统，由控制器执行，包括：响应与电源对应的电能供应信号，控制能量转换装置对储电装置进行充电；响应电能供应信号和第一转换信号，控制能量转换装置基于电源提供的电能对储氢装置补充氢气；响应与氢气供应端对应的氢气供应信号，控制能量转换装置对储氢装置补充氢气；响应氢气供应信号和第二转换信号，控制能量转换装置基于氢气供应端提供的氢气对储电装置进行充电；其中，第一转换信号和第二转换信号不同时存在。
10、在本公开的一个示例性实施例中，方法还包括：根据以下至少一个情况生成第一转换信号：不存在氢气供应信号，且储氢装置的剩余氢气量除以当前位置和下一个加氢站之间的距离小于预设氢气余量阈值；电能的实时价格与氢气的实时价格的比值小于预设电能价格阈值；以及，根据以下至少一个情况生成第二转换信号：不存在电能供应信号，且储电装置的剩余电量除以当前位置和下一个充电站之间的距离小于预设电能余量阈值；氢气的实时价格与电能的实时价格的比值小于预设氢气价格阈值。
11、在本公开的一个示例性实施例中，方法还包括：当不存在氢气供应信号和电能供应信号时，如果储电装置的剩余电量大于第一预设值，且储氢装置的剩余氢气量小于第二预设值，控制能量转换装置将储电装置中的电能转换为氢气以对储氢装置补充氢气至第二预设值，其中，第二预设值是足以使用到下一个加氢站或者充电站的氢气量，第一预设值在用来补充氢气至第二预设值后还足以使用到下一个充电站或者加氢站的电量；如果储氢装置中的剩余氢气量超过第三预设值，且储电装置中的电能不足第四预设值时，控制能量转换装置使用储氢装置中的氢气对储电装置充电至第四预设值，其中，第四预设值是足以使用到下一个加氢站或者充电站的电量，第三预设值是在用来充电至第四预设值后还足以使用到下一个充电站或者加氢站的氢气量。
12、在本公开的一个示例性实施例中，方法还包括：当不存在氢气供应信号和电能供应信号时，如果当前位置与下一个加氢站的第一距离小于当前位置与下一个充电站的第二距离，根据第二距离和第一距离的差值，控制动力装置增加氢气使用比例；如果当前位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氢电联合供能系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述能量转换装置包括：
3.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述能量转换装置的第三输入端连接所述储电装置，所述能量转换装置还用于使用来自所述储电装置的电能对所述储氢装置补充氢气，和/或，所述能量转换装置的第四输入端连接所述储氢装置，所述能量转换装置还用于使用来自所述储氢装置的氢气对所述储电装置补充电能。
4.如权利要求3所述的氢电联合供能系统，其特征在于，在所述能量转换装置中，变压器的第三输入端连接所述储电装置，所述变压器还用于将来自所述储电装置的直流电转换为第二预设电压的直流电后输出到电解槽，和/或，所述能量转换装置中的变压机组的第三输入端连接所述储氢装置，所述变压机组还用于将来自所述储氢装置的氢气进行压力转换后输出到第一燃料电池。
5.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述动力装置包括：
6.如权利要求5所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述充电控制单元的第一输入端连接储电装置，第二输入端
7.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述储氢装置包括多个在空间上独立的储氢模块，不同储氢模块的容量不完全相同、储氢方式不完全相同、体积不完全相同，所述储氢模块允许被单独更换；和/或，所述储电装置包括多个在空间上独立的动力电池，不同动力电池的容量不完全相同、电池种类不完全相同、体积不完全相同，所述动力电池允许被单独更换。
8.一种氢电联合供能方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的氢电联合供能系统，由所述控制器执行，包括：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：根据以下至少一个情况生成所述第一转换信号：
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括：
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
12.如权利要求8或11所述的方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种氢电联合供能系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述能量转换装置包括：
3.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述能量转换装置的第三输入端连接所述储电装置，所述能量转换装置还用于使用来自所述储电装置的电能对所述储氢装置补充氢气，和/或，所述能量转换装置的第四输入端连接所述储氢装置，所述能量转换装置还用于使用来自所述储氢装置的氢气对所述储电装置补充电能。
4.如权利要求3所述的氢电联合供能系统，其特征在于，在所述能量转换装置中，变压器的第三输入端连接所述储电装置，所述变压器还用于将来自所述储电装置的直流电转换为第二预设电压的直流电后输出到电解槽，和/或，所述能量转换装置中的变压机组的第三输入端连接所述储氢装置，所述变压机组还用于将来自所述储氢装置的氢气进行压力转换后输出到第一燃料电池。
5.如权利要求1所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述动力装置包括：
6.如权利要求5所述的氢电联合供能系统，其特征在于，所述充电控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦智超，彭旭，郭彦伟，王欣，常健，
申请(专利权)人：中车大同电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。