一种双路径供能的公交车及供能方法与流程

1.本技术涉及新能源车辆技术领域，具体涉及一种双路径供能的公交车及供能方法。


背景技术：

2.进入21世纪后，车辆污染问题与能源危机问题日益成为全球性问题。随着车辆数量越来越多、使用范围越来越广，车辆废气对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，车辆尾气的排放使城市环境愈发恶化。机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，近年来，化石燃料车辆慢慢替换为可再生能源的cng(compressed natural gas，压缩天然气)车辆，但是cng车辆的空气污染问题仍然严重，未来采用新能源车辆替代传统cng车辆己成趋势。
3.新能源车辆的动力来源于电池或氢燃料，在使用过程中没有天然气的燃烧，不会污染环境，因此得到了世界各国政府的鼓励和支持。而新能源车辆与天然气车辆相比，有着续航里程长，加注时间短的优点，在城市公交车有更加广泛的应用市场。
4.但是，将电池和氢燃料应用至城市公交车，又需要对公交车的各处结构进行大幅改动，需要高昂的开发成本和较长的开发周期。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种双路径供能的公交车及供能方法，沿用传统cng车身结构，将cng公交车改进成同时具备电动公交车和cng公交车性能的新能源公交车。
6.为达到以上目的，采取的技术方案是：一种双路径供能的公交车，所述公交车包含电机，其车身包含后仓和行李舱，所述公交车还包含：
7.设置于后仓的燃料电池动力系统；
8.设置于行李舱且可充电的动力电池；
9.设置于车身顶部的若干储氢瓶，其通过管道给燃料电池动力系统供氢；
10.设置于后仓的空压机，其通过管道给燃料电池动力系统供氧；
11.设置于后仓的多合一模块，其分别与燃料电池动力系统、动力电池和电机相连；所述多合一模块内部具有监测板块和控制板块，所述监测板块监测动力电池的电量，所述控制板块根据监测板块的电量数据控制燃料电池动力系统和动力电池对电机进行组合供电。
12.在上述技术方案的基础上，所述多合一模块内部还具有直流升压板块；公交车启动时，多合一模块的控制板块启动燃料电池动力系统，且燃料电池动力系统或动力电池输出电压经过直流升压板块转化成设定电压后供应给电机。
13.在上述技术方案的基础上，所述公交车还包含蓄电池，所述蓄电池与多合一模块相连；公交车启动时，所述蓄电池通过多合一模块的控制板块启动动力电池。
14.在上述技术方案的基础上，所述车身具有两个前轮和两个后轮，所述电机的输出
轴通过传动轴与后桥连接，两个后轮安装在后桥上。
15.在上述技术方案的基础上，所述公交车还包含氢气循环泵，若干储氢瓶均通过管道连接至氢气循环泵，所述氢气循环泵通过管道连接至燃料电池动力系统。
16.在上述技术方案的基础上，所述后仓对应的车身的后端设置防撞梁。
17.在上述技术方案的基础上，所述公交车还包含电机散热器，所述电机散热器为电机进行散热。
18.在上述技术方案的基础上，所述公交车还包含电堆散热器，所述电堆散热器为燃料电池动力系统进行散热。
19.本技术还公开了一种基于上述公交车的供能方法，包含以下步骤：
20.公交车开启，多合一模块的控制板块启动动力电池；所述控制板块控制若干储氢瓶对燃料电池动力系统供氢，还空压机对燃料电池动力系统供氧，燃料电池动力系统启动；
21.当所述监测板块监测到动力电池的电量高于第一设定电量时，所述控制板块控制动力电池单独对电机供电，且还控制燃料电池动力系统对动力电池进行充电；当所述监测板块监测到动力电池的电量达到100％时，所述控制板块控制燃料电池动力系统处于休眠工作；当所述监测板块监测到动力电池低于第二设定电量，所述控制板块控制燃料电池动力系统重新启动对动力电池进行充电；当所述监测板块监测到动力电池对电机的供电出现异常时，所述控制板块控制燃料电池动力系统单独为电机供电。
22.在上述技术方案的基础上，所述多合一模块内部还具有直流升压板块；所述公交车还包含蓄电池，所述蓄电池与多合一模块相连；
23.公交车启动时，所述蓄电池通过多合一模块的控制板块启动动力电池；多合一模块的控制板块还启动燃料电池动力系统，且燃料电池动力系统或动力电池输出电压经过直流升压板块转化成设定电压后供应给电机。
24.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
25.本技术的双路径供能的公交车及供能方法，沿用传统cng车身结构，在原有cng车身的后仓从安装发动机改进为安装燃料电池动力系统，将原有cng车身的乘客行李舱改进为安装动力电池，而若干储氢瓶则替换原有的天然气瓶，空压机同样安装至后仓，储氢瓶和储氢瓶实现对燃料电池动力系统的供氢供氧，将原有的cng公交车改进成同时具备电动公交车和cng公交车性能的新能源公交车；同时，燃料电池动力系统、动力电池和空压机均安装在车辆的底部，可以将公交车的重心下移，进一步提升了公交车的平稳性能。本技术结合了电动公交车与cng公交车的结构特点，不需要大量更改传统车身的结构，合理利用车身布局空间，有效的降低各个系统的布置空间，也不会降低公交车的内部空间，同时在有效的空间内配备动力电池和燃料电池动力系统，实现了对电机的双路供能，大大提高了公交车的续航里程。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术实施例提供的公交车侧视图；
28.图2为本技术实施例提供的公交车仰视图；
29.附图标记：1、车身；2、前轮；3、动力电池；4、储氢瓶；5、后轮；6、电机散热器；7、蓄电池；8、空压机；9、燃料电池动力系统；10、多合一模块；11、打气泵；12、氢气循环泵；13、电堆散热器；14、电机；15、防撞梁。
具体实施方式
30.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
31.如图1和图2所示，本技术公开了一种双路径供能的公交车的实施例，公交车包含电机14，其车身1包含后仓和行李舱。原有的cng公交车在后仓安装燃气发动机，而行李舱则储存乘客的行李。本技术的公交车，不改变原有的cng公交车的车身结构，沿用传统cng车身结构，将cng公交车改进成同时具备电动公交车和cng公交车性能的新能源公交车。
32.本技术的公交车还包含燃料电池动力系统9、动力电池3、若干储氢瓶4、空压机8和多合一模块10。燃料电池动力系统9设置于后仓，占用原有的cng公交车的发动机的位置。若干可充电的动力电池3设置于行李舱，动力电池3既可从外界充电，也可从燃料电池动力系统9充电。
33.若干储氢瓶4设置于车身1顶部，占有原有cng公交车的天然气瓶的位置。若干储氢瓶4通过管道给燃料电池动力系统9供氢。
34.空压机8同样设置在后仓，占用后仓的空余空间，空压机8通过管道给燃料电池动力系统9供氧。
35.多合一模块10同样设置在后仓，空压机8和多合一模块10分别位于燃料电池动力系统9的两侧。多合一模块10分别与燃料电池动力系统9、动力电池3和电机14相连；多合一模块10内部具有监测板块和控制板块，监测板块监测动力电池3的电量，控制板块根据监测板块的电量数据控制燃料电池动力系统9和动力电池3对电机14进行组合供电。
36.具体地，多合一模块10还与储氢瓶4、空压机8相连，控制供氢供氧的开闭。本技术的公交车中，多合一模块10相当于车载控制中心之外的“小控制中心”，多合一模块10与公交车自身的车载控制中心连接。该设计改进使得本技术的公交车，不仅在结构上沿用cng公交车的车身结构，还能在控制系统上沿用cng公交车的车载控制中心，无须对整个车载控制中心进行大改进，节省了开发成本，缩短了开发周期。
37.进一步地，多合一模块10内部还具有直流升压板块；公交车启动时，多合一模块10的控制板块启动燃料电池动力系统9，且燃料电池动力系统9或动力电池3输出电压经过直流升压板块转化成设定电压后，再供应给电机14。本技术的多合一模块10同时具有监测板块、控制板块和直流升压板块，将多个板块集成到一起，节省空间，使得多合一模块10适应于cng公交车的车身结构，通用性强。
38.具体地，公交车还包含蓄电池7，蓄电池7与多合一模块10相连；公交车启动时，蓄电池7通过多合一模块10的控制板块启动动力电池3，实现低压控高压。
39.在一个实施例中，车身1具有两个前轮2和两个后轮5，电机14的输出轴通过传动轴与后桥连接，两个后轮5安装在后桥上。电机14启动后，带动后轮驱动，进而使得整个公交车正常行驶。
40.优选地，燃料电池动力系统9、动力电池3、空压机8和多合一模块10均位于车身底部，有效降低了整个公交车的重心，提高了公交车的车辆平稳性，提高了安全性能。
41.在一个实施例中，公交车还包含氢气循环泵12，氢气循环泵12占有cng公交车的滤空器的一部分位置。若干储氢瓶4均通过管道连接至氢气循环泵12，氢气循环泵12通过管道连接至燃料电池动力系统9。氢气循环泵12为供氢提供动力。具体地，氢气循环泵12与多合一模块10相连，公交车启动时，多合一模块10同时控制氢气循环泵12和空压机8运行，实现供氢供氧。
42.在一个实施例中，后仓对应的车身1的后端设置防撞梁15。防撞梁15能够在车辆尾部发生碰撞时，保护燃料电池动力系统9，提高公交车的安全性能。
43.在一个实施例中，公交车还包含电机散热器6，电机散热器6的位置与cng公交车中的位置保持不变，电机散热器6为电机14进行散热。
44.优选地，公交车还包含电堆散热器13，电堆散热器13占用原有cng公交车的滤空器的另一部分位置，电堆散热器13为燃料电池动力系统9进行散热。
45.在一个实施例中，多合一模块10还可以根据整车动力功率的需求来调整燃料电池动力系统9的输出功率。
46.进一步地，公交车还包含打气泵11，打气泵11同样位于后仓位置，紧邻多合一模块10。动力电池与打气泵11相连，并给打气泵11供电，打气泵11用于压缩空气并供应给气刹装置。
47.优选地，动力电池3为磷酸铁锂蓄电池，安全性能高。燃料电池动力系统9为一款60kw额定功率为燃料电池系统。本技术的公交车为全承载公交车结构。
48.本技术还公开了一种基于上述公交车的供能方法，包含以下步骤：
49.公交车开启，多合一模块10的控制板块启动动力电池3，多合一模块10的控制板块控制若干储氢瓶4对燃料电池动力系统9供氢，多合一模块10的控制板块同时还控制空压机8对燃料电池动力系统9供氧，燃料电池动力系统9启动。
50.当多合一模块10的监测板块监测到动力电池3的电量高于第一设定电量(一般为30％)时，控制板块控制动力电池3单独对电机14供电，且还控制燃料电池动力系统9对动力电池3不断进行充电，使得动力电池3的电量始终在30％以上。当多合一模块10的监测板块监测到动力电池3的电量达到100％时，控制板块控制燃料电池动力系统9处于休眠工作。当监测板块监测到动力电池3低于第二设定电量(可以是40％，还可以是50％)，多合一模块10的控制板块控制燃料电池动力系统9重新启动对动力电池3进行充电。当多合一模块10的监测板块监测到动力电池3对电机14的供电出现异常时，控制板块控制燃料电池动力系统9单独为电机14供电。
51.进一步地，多合一模块10内部还具有直流升压板块；公交车启动时，多合一模块10的控制板块启动燃料电池动力系统9，且燃料电池动力系统9或动力电池3输出电压经过直流升压板块转化成设定电压后，再供应给电机14。本技术的多合一模块10同时具有监测板块、控制板块和直流升压板块，将多个板块集成到一起，节省空间，使得多合一模块10适应
于cng公交车的车身结构，通用性强。
52.具体地，公交车还包含蓄电池7，蓄电池7与多合一模块10相连；公交车启动时，蓄电池7通过多合一模块10的控制板块启动动力电池3，实现低压控高压。
53.在一个实施例中，公交车还包含氢气循环泵12，氢气循环泵12占有cng公交车的滤空器的一部分位置。若干储氢瓶4均通过管道连接至氢气循环泵12，氢气循环泵12通过管道连接至燃料电池动力系统9。氢气循环泵12为供氢提供动力。具体地，氢气循环泵12与多合一模块10相连，公交车启动时，多合一模块10同时控制氢气循环泵12和空压机8运行，实现供氢供氧。
54.本技术的双路径供能的公交车及供能方法，沿用传统cng车身结构，在不改变传统cng车身结构的前提下，定制开发动力电池3、多合一模块10等结构尺寸，使各个部件的尺寸能匹配原来空间，从而实现产品通用化。在原有cng车身的后仓从安装发动机改进为安装燃料电池动力系统9，将原有cng车身的乘客行李舱改进为安装动力电池3，而若干储氢瓶4则替换原有的天然气瓶，空压机8同样安装至后仓，储氢瓶4和储氢瓶4实现对燃料电池动力系统9的供氢供氧，将原有的cng公交车改进成同时具备电动公交车和cng公交车性能的新能源公交车；同时，燃料电池动力系统9、动力电池3和空压机8均安装在车辆的底部，可以将公交车的重心下移，进一步提升了公交车的平稳性能。本技术结合了电动公交车与cng公交车的结构特点，不需要大量更改传统车身的结构，合理利用车身布局空间，有效的降低各个系统的布置空间，也不会降低公交车的内部空间，同时在有效的空间内配备动力电池和燃料电池动力系统9，实现了对电机的双路供能，大大提高了公交车的续航里程。
55.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
56.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。