一种智能ai氢燃料重型电动卡车
技术领域
1.本实用新型涉及新能源卡车技术领域，更具体的说是涉及一种智能ai氢燃料重型电动卡车。


背景技术：

2.目前国家正在大力倡导在促进经济发展的同时需要减小对环境的污染，应运而生的新能源技术的应用逐渐在各行各业中注重起来，其中新能源汽车便成了汽车行业发展的新方向，国家也大力支持新能源汽车相关技术的发展，其中纯电动汽车和新能源燃料汽车为两个重要的发展方向，氢燃料车与纯电车比较，具有续航里程长，加氢时间短等优势，是未来新能源汽车发展的重点。
3.现有公告号为cn212195082u的中国专利公开了一种氢燃料卡车，它包括车架以及储氢罐，所述储氢罐内贮存燃料，用于为卡车电堆提供原料，所述氢燃料卡车还包括用于固定所述储氢罐的支架，所述车架上设有驾驶室以及货箱，所述支架位于所述驾驶室与所述货箱之间，所述支架的高度小于或等于所述货箱的高度，所述支架上设有容置架，所述容置架在竖直方向上设有若干层搁架，任一层所述搁架上设有一所述储氢罐，所述支架与所述驾驶室之间设有第一隔板，所述支架与所述货箱之间设有第二隔板。
4.上述这种氢燃料卡车上设置用于固定储氢罐的支架，使得储氢罐能够方便进行放置，提供氢燃料作为动力，但是仅仅利用氢燃料作为卡车电堆的原料，在卡车运输时，作为原料的动力源单一，并且氢燃料的消耗快速，在当氢燃料被消耗后，为卡车提供原料的动力源将消失，在蓄电池的作用下，难以支撑卡车进行长距离的运输，因此由于仅以氢燃料作为动力源，使得整体卡车的续航里程大幅度缩短，在氢燃料用完时，需要对储氢罐进行冲气，从而降低了卡车的运输效率。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能ai氢燃料重型电动卡车，该卡车采用多个新能源的动力源提供原动力，并在蓄电池的作用下储电，达到提高原料的使用时间，提高卡车运输效率的效果。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
7.一种智能ai氢燃料重型电动卡车，包括牵引头和与牵引头连接的车厢，所述牵引头上设置有燃料动力系统和储氢罐，所所述燃料动力系统包括燃料电池堆，所述牵引头内还设置有动力附件系统、冷凝器和储气罐，所述冷凝器包括降温管道和供液器，所述降温管道饶设在燃料电池堆的外周，所述供液器与降温管道连接并为降温管道提供用于对燃料电池堆降温的降温液体，所述储气罐内存储有制动气体，所述储气罐用于喷射制动气体至车轮中的制动盘；
8.所述牵引头上还设置有用于存放储氢罐的罐体支架，所述罐体支架包括外固框架和内置滑架，所述外固框架与牵引头连接，所述外固框架中从上至下依次开设有若干内置
腔，所述内置滑架位于内置腔中并与外固框架滑移连接，所述内置滑架上开设有供储氢罐放置的卡槽，所述外固框架上设置有缓冲隔垫，所述外固框架上还铰接有封门，所述封门上设置有安全锁，所述安全锁用于固定封门与外固框架，以使所述封门与外固框架锁合时，所述储氢罐存储与内置腔内。
9.本实用新型的有益效果：通过牵引头牵引车厢，在牵引头中设置供氢系统、燃料动力系统和整车控制器，使得在供氢系统的作用下为燃料电池堆提供燃料，在燃料动力系统中的控制单元作用下，控制驱动单元带动牵引头运动，带动整体车辆移动，在车厢上设置电池组和电池充电系统，实现通过多种新能源供电方式为电池组充电，在整车控制器中的供电切换单元和被动切换单元的作用下，能够根据控制单元所需要的动力功率进行切换是由燃料电池堆还是电池组的供电，通过多种供电方式的协调，实现多个新能源动力源提供动力，达到提高原料使用时间，并提高卡车运输效率的效果。
附图说明
10.图1为体现牵引头的整体结构示意图；
11.图2为体现车厢的整体结构示意图；
12.图3为体现车厢前侧导风口的结构示意图
13.图4为体现风能充电模块的剖视示意图；
14.图5为体现去除光伏充电模块的风能充电模块车厢俯视图；
15.图6为体现卡车整体的结构示意图；
16.图7为体现牵引头内系统原理图；
17.图8为体现牵引头底部结构示意图；
18.图9为体现车厢内系统原理图；
19.图10为体现车厢底部结构示意图；
20.图11为体现本实用新型的系统原理图。
21.附图标记：1、牵引头；2、车厢；21、导风口；22、出风口；23、风阀；3、供氢系统；31、储氢罐；4、燃料动力系统；41、燃料电池堆；42、动力控制模块；421、控制单元；422、驱动单元；43、动力蓄电池；44、电池管理系统；5、整车控制器；6、光伏充电模块；7、风能充电模块；8、电池组；9、罐体支架； 91、外固框架；92、内置滑架。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
23.实施例1：
24.参考图1至图11所示，为本实用新型一种智能ai氢燃料重型电动卡车的具体实施方式，包括牵引头1和与牵引头1连接的车厢2，牵引头1上设置有用于连接车厢2的鞍座，以使能够方便拆分车厢2和牵引头1，鞍座的连接方式为现有技术，在此不作赘述；牵引头1上设置有供氢系统3、燃料动力系统4、整车控制器5和动力蓄电池43，燃料动力系统4包括燃料
电池堆41和动力控制模块42，供氢系统3对燃料电池堆41提供氢能，以使燃料电池堆41能够对动力蓄电池43进行充电并且也能充当电池进行使用，燃料电池堆41在当电池进行使用时，燃料电池堆41中设置有放电的电流阈值，当超过电流阈值时，会使燃料电池堆41被击穿，因此燃料电池堆41主要进行充电，在放电低时可以作为电池进行使用；动力蓄电池43选用的电池为安全性高、放电倍率大的磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元电池的其中任意一种，供氢系统3包括控氢单元、若干储氢罐31和控制储氢罐31打开或关闭的控制阀，储氢罐31一共设置为 15个，单个储氢罐31的直径为380mm～450mm，优选直径为410mm，长度为 1700mm～1900mm，优选1800mm，罐内压力30kp～40kp,优选35kp，可装载58kg～65kg 的氢燃料，优选60kg；控氢单元用于控制控制阀的打开或关闭，以使储氢罐31 对燃料电池堆41提供或关闭氢燃料的供应，车厢2上还设置有转换器，在牵引头1与车厢2连接时，转换器将牵引头1中的电路与车厢2中的电路导通，整车能够达到超续航的效果，续航里程达到大于800公里。
25.牵引头1上还设置有用于存放储氢罐31的罐体支架9，罐体支架9包括外固框架91和内置滑架92，外固框架91与牵引头1连接，连接方式采用焊接固定，外固框架91中从上至下依次开设有若干内置腔，内置滑架92位于内置腔中并与外固框架91滑移连接，内置滑架92上开设有供储氢罐31放置的卡槽，使得储氢罐31能够方便的放置在内置滑架92上，滑移进内置腔中，从而实现对储氢罐31的存储，并方便更换储氢罐31，外固框架91上设置有缓冲隔垫，缓冲隔垫起到在车辆运动过程中，储氢罐31与外固框架91之间不易出现碰撞损坏的效果，外固框架91上还铰接有封门，封门上设置有安全锁，安全锁用于固定封门与外固框架91，以使封门与外固框架91锁合时，储氢罐31存储与内置腔内不易从内置腔中滑出，当储氢罐31内的氢燃料用完时，采用快速加氢方式进行加氢，并且还能够方便更换储氢罐31进行快速换氢。
26.缓冲隔垫内还设置有撞击检测单元，由于在车辆运动过程中若出现安全事故时，存在储氢罐31受外力作用与外固框架91撞击，造成储氢罐31损坏，容易造成二次事故，撞击检测单元内预设有撞击阈值，撞击检测单元受到撞击时生成撞击压力值，撞击压力值大于等于撞击阈值时，撞击检测单元生成危险指令并发送危险指令至控氢单元内，控氢单元接收到危险指令时，控氢单元控制控制阀关闭储氢罐31的氢燃料供应，使得在出现撞击时，若撞击力度达到会造成储氢罐31损坏的撞击阈值时，切断储氢罐31的氢燃料供应，不易造成二次安全事故。
27.动力控制模块42包括控制单元421和驱动单元422，燃料电池堆41用于给控制单元421供电，燃料电池堆41与控制单元421之间还设置有dc/dc变换器，控制单元421为电机控制器，使得燃料电池堆41能够提供足够的电量至控制单元421中，控制单元421控制驱动单元422输出驱动力，驱动单元422为驱动电机，使得在电机控制器的作用下控制驱动电机转动；
28.车厢2中设置有电池组8和电池充电系统，电池组8分设在车厢2的两侧，电池充电系统包括光伏充电模块6和风能充电模块7，光伏充电模块6包括光伏板和dc/dc变换器，光伏板设置于车厢2的外壁，光伏板选用单晶硅、多晶硅或柔性硅中的任意一种制成，实现能够进行光伏发电，光伏板通过dc/dc变换器与电池组8电连接，从而实现对电池组8进行充电的效果，车厢2尺寸按照国家的标准规定选用尺寸为：车厢2长17.5m、宽3000mm、高2800mm，
光伏板的铺设完成后覆盖面积为150～160平方米，1平方米8小时的日照可产生1.6 度电，整个车厢28小时日照共计产生220度～280度电量，风能充电模块7包括ac/dc转换器和若干风机，若干风机设置于车厢2的顶部，风机的风叶直径为2.5～2.8m，高度为350～500mm，本实施例中风机选用为7个，7个风机在车速以平均速度80km/h的情况下10小时能够产生360度～460度的电量，车厢2 的两端分别开设有导风口21和出风口22，导风口21设置于车厢2朝向牵引头 1的一端，导风口21处还设置有风阀23，在风阀23的作用下能够实现方便控制通风和封闭，风阀23的打开方式为上推打开导风口21的方式，在风阀23 打开时，车辆在行驶过程中产生的风力使得风机进行转动，风机通过ac/dc转换器与电池组8电连接，使得牵引头1在牵引车厢2移动时，实现风机对电池组8进行充电，在不需要使用风机时，通过关闭风阀23，从而保护风机不易受损坏；电池组8选用电池容量为600ah/448v，功率250kw/h的锂电池，总共设置四组，总电量为1000kw/h，可满足整车800km工况的续航里程要求，并满足在外界环境温度-30～45℃范围内的正常工作，电池防护等级为ip68，整车在风能充电模块7和光伏充电模块6的作用下，能够产生600度至700度的电量辅助直充至电池组8内，并且风能充电模块7和光伏充电模块6的清洁能源功能的方式降低了能源的成本；
29.电池组8与控制单元421电连接，以使控制单元421在控制驱动单元422 时，电池组8提供控制单元421所需输出的动力功率，电池组8还与燃料电池电连接，以使燃料电池能够为电池组8充电。
30.整车控制器5包括能源控制模块，能源控制模块内配置有供电策略，供电策略包括动力算法，动力算法用于计算控制单元421所需输出的动力功率，动力算法具体为：
[0031][0032][0033]
其中：
[0034]
v表示车辆速度，vm表示车辆末速度，t表示初始时刻，tm表示达到末速度的时间，x取值为0.5，p
all
表示动力功率，η
t
表示传动效率，m表示整车质量，g取值为0.98，f表示汽车滚动阻力系数，cd表示空气阻力系数，a表示汽车迎风面积；以使在车辆进行行驶时，根据行驶的阻力和工况进行计算，从而能够计算得到车辆运动所需要的动力功率。
[0035]
整车控制器5内还包括供电切换单元和被动切换单元，供电切换单元内配置有分配策略和切换阈值，切换阈值表征切换对控制单元421供电方式时控制单元421所需输出的动力功率阈值，分配策略包括根据控制单元421所需的输出功率匹配供电方式；当动力功率小于切换阈值时，燃料电池堆41提供控制单元421 所需的动力功率，此时电池组8不为控制单元421提供动力功率，动力功率大于等于切换阈值时，由燃料电池堆41切换至电池组8提供控制单元421所需的动力功率，从而实现应对不同工况时，能够快速的切换动力源，使得能够应对不同工况的行使，本实施例中的供电方式为由燃料电池堆41最为主要供电电源，电池组8作为辅助电源使用的情况；
[0036]
被动切换单元内配置有切换策略、储电阈值和放电比率，切换策略包括燃料电池提供控制单元421所需的动力功率且电池组8储电量达到储电阈值时，此时电池组8储电量
达到最高值，但是光伏充电模块6和风能充电模块7存在持续为电池组8充电的情况，持续的充电会对电池组8造成负荷，缩短电池组8的使用寿命，通过切换至电池组8进行放电为控制单元421提供所需的动力功率，电池组8 放电率达到预设的放电比率时，表示电池组8再继续放电时，可能存在不满足车辆应对工况需求的放电量，此时切换燃料电池提供控制单元421所需的动力功率，确保车辆能够应对工况需求，车厢2上还设置有安置框架，电池组8设置于安置框架内，安置框架上设置有外接电源接口，外接电源接口与电池组8可拆卸连接，使得在需要外接电源对电池组8进行充电时，能够方便快速的对电池组8 进行充电，并且电池组8方便进行快速拆装，以使能够方便对整体电池组8进行换电，电池组8以能够快速换电和在风能充电模块7、光伏充电模块6的辅助直充作用下，实现电池组8具备高效的供电效能。
[0037]
牵引头1内还设置有显示装置，显示装置内配置有路线分配策略，路线分配策略根据始发地和目的地设定路线，并计算路线的总公里数，根据总公里数预计位于车厢2两侧的电池组8放电情况，并在总公里数上形成定位标记，并在定位标记处形成标注信息，标注信息包括切换电池组8供电、燃料电池堆41对电池组8供电以及外接电源供电，切换电池组8供电表示位于车厢2一侧的电池组8电量不足难以提供车辆正常行驶的电量时，切换车厢2另一侧的电池组8进行供电，同时电池充电系统对电量不足的电池组8进行充电；燃料电池堆41对电池组8供电表示当需要同时使用两侧电池组8进行放电时，电池充电系统难以提供所需电能，此时燃料电池堆41对电池组8进行充电；外接电源供电表示在燃料电池堆41 以及电池充电系统均提供不了电池组8所需电量时，指引车辆驶入具有充电桩的位置，通过外接电源对电池组8进行充电；从而达到能够进行锂电能和氢电能经济性优化分配的效果，显示装置还包括实施天气模块，通过实施天气模块显示路线上的天气信息。
[0038]
牵引头1内还设置有动力附件系统，冷凝器和储气罐，冷凝器包括降温管道和供液器，降温管道饶设在燃料电池的外周，供液器与降温管道连接并为降温管道提供用于对燃料电池降温的降温液体，降温液体选用为冷水，使得在车辆运动时，电池的充放电会使得燃料电池堆41的温度升高，在燃料电池温度升高时，通过降温管道内的降温液体对电池进行降温，防止出现燃料电池堆41出现自然情况，储气罐内存储有制动气体，储气罐用于喷射制动气体至车轮中的制动盘上，使得制动盘保持良好的制动效果。
[0039]
控氢单元包括供氢策略和预设的波动比率和波动阈值，波动比率表征每一时间内动力功率的比值，供氢策略包括根据波动比率与波动阈值的比较分配储氢罐31的供氢，供氢策略具体为：
[0040]
若波动比率小于等于波动阈值时，表示车辆的运动为平稳的运动工况，此时分配若干储氢罐31中的单个储氢罐31进行供氢；
[0041]
若波动比率大于波动阈值时，表示车辆的运动为需要输出高的动力功率工况，为使得能够提供足够的动力，分配若干储氢罐31中并列的两个储氢罐31进行供氢。
[0042]
控氢单元内还包括低压分配策略、容积比和预设的容积阈值，容积比表征储氢罐31内剩余气体体积与储氢罐31总体积的比值，分配策略具体为：
[0043]
若容积比大于容积阈值时，表示正在工作的储氢罐31内的氢燃料能够满足当前工况氢燃料供应的情况，此时分配若干储氢罐31中的单个储氢罐31进行供氢；
[0044]
若容积比大于容积阈值时，表示正在工作的储氢罐31内氢燃料不能够满足当前工
况氢燃料供应的情况，此时分配若干储氢罐31中并列的两个储氢罐31进行供氢，从而保证氢燃料的充足供应，时刻保持车辆的最佳氢燃料供应情况，不易出现燃料浪费的情况，提高原料的使用时间，从而提高整车的续航性能。
[0045]
动力蓄电池43和电池组8内均设置有电池管理系统44，电池管理系统44选用为bms管理系统，bms管理系统为现有技术的电池管理系统44原理，在此不作赘述；动力蓄电池43与控制单元421电连接，控制单元421控制驱动单元422制动时，驱动单元422单元产生制动能量，动力蓄电池43通过回收制动能量进行充电，提高对能量的利用效率，电池管理系统44内配置有平衡策略，平衡策略包括根据动力功率平衡燃料电池堆41、动力蓄电池43和电池组8的充放电平衡，使得整体供电能够保持最佳的供电平衡；
[0046]
整车控制器5中还包括卸重配电模块，卸重配电模块内配置有轻载策略和预设的电量阈值，轻载策略具体配置为：
[0047]
当牵引头1不牵引车厢2时，轻载策略分配动力蓄电池43为控制单元421提供动力功率；
[0048]
当动力蓄电池43内的电量小于等于电量阈值时，轻载策略分配燃料电池堆 41为控制单元421提供动力功率和为所述动力蓄电池43充电，使得在轻载情况下，能够整车需要的动力功率降低，优先将动力蓄电池43内的电量进行释放，在当动力蓄电池43难以提供车辆保持工况的情况时，通过燃料电池堆41供电，此时车辆制动时为动力蓄电池43充电，从而提高对能源的利用效率，提高整车的续航里程。
[0049]
工作原理及其效果：
[0050]
通过牵引头1牵引车厢2，在牵引头1中设置供氢系统3、燃料动力系统4和整车控制器5，使得在供氢系统3的作用下为燃料电池堆41提供燃料，在燃料动力系统4中的控制单元421作用下，控制驱动单元422带动整体车辆移动，在车厢2 上设置电池组8和电池充电系统，实现通过多种新能源供电方式为电池组8充电，在整车控制器5中的供电切换单元和被动切换单元的作用下，能够根据控制单元 421所需要的动力功率进行切换是由燃料电池堆41还是电池组8的供电，通过多种供电方式的协调，实现多个新能源动力源提供动力，达到提高原料使用时间，并提高卡车运输效率的效果。
[0051]
实施例2：
[0052]
为本实用新型一种智能ai氢燃料重型电动卡车的具体实施方式，与实施例1 不同之处在于；参考图1至图9：当动力功率小于切换阈值时，电池组8提供控制单元421所需的动力功率，此时燃料电池堆41不为控制单元421提供动力功率，燃料电池堆41可对电池组8进行充电；动力功率大于等于切换阈值时，由电池组 8单独供电切换至燃料电池堆41和电池组8同时提供控制单元421所需的动力功率，从而实现应对不同工况时，能够快速的切换动力源，使得能够应对不同工况的行使，本实施例中的供电方式为由电池组8最为主要供电电源，燃料电池堆 41作为辅助电池组8放电或为电池组8充电进行使用的情况，从而达到能够进行锂电能和氢电能经济性优化分配的效果。
[0053]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。