[发明专利]一种氢能助力两轮车

说明书

本发明属于氢能技术领域，具体而言，本发明涉及一种氢能助力两轮车，包括车架和安装在所述车架上的车轮、电机、低压固态储氢供氢系统、燃料电池电堆、运行控制系统；所述车轮与所述电机相连，所述电机与所述燃料电池电堆、所述运行控制系统相连，所述燃料电池电堆与所述低压固态储氢供氢系统、所述运行控制系统相连；所述低压固态储氢供氢系统安装在所述车架的前梁内；所述燃料电池电堆、所述运行控制系统安装在所述车架的脚踏板处。本发明的氢能助力两轮车采用氢能供助力或动力，可以做到绿色、低碳、环保出行。

技术领域

本发明属于氢能技术领域，具体而言，本发明涉及一种氢能助力两轮车。

背景技术

随着人们环保意识的提高和强化、对节能的重视、电力电子技术的发展和横向渗透、新的高能永磁材料的出现，电动车进入了一个快速发展的时代。自行车、电动车（电动自行车）、公交车、地铁、轻轨等公共交通无疑是人们首选的出行方式。其中，自行车和电动车在现有公共交通系统中具备不可替代的特殊地位，起到了连接目的地与地铁站、公交点等的作用。一些国家的电动自行车厂商，为了迎合人们消闲郊游的时尚，将驱动系统改进后安装到两轮电动自行车上来。为了能使产品畅通无阻，顺利通过审查走向市场，这些电动自行车实际上都是助力型的，不允许具有单独电动行驶的功能。日本和美国的电动自行车技术水平胜过我国，无论从车的外观和内在质量上都堪称佳品，但其价格却令国人望而生畏。

电动自行车以车载蓄电池作为辅助电源，具有脚踏骑行能力。实现电助动或/和电驱动功能的两轮自行车按驱动力性质分为电驱动和电助动。电驱动是驱动电能来源于车载蓄电池，仅以电动机输出动力的驱动方式；电助动是由人力和电动机按比例组成输出动力的驱动方式。电助动两轮车与电驱动两轮车的不同在于，电助动两轮车的驱动电动机只起助力作用，以驾车人脚踏为主，电动机助力为辅，顾名思义“助你一臂之力”。电助动两轮车设计有速度传感器，速度传感器可以按自检信息传送给整车控制，综合车的速度和骑行人用力情况控制电流输出，控制电动机出力与否或转速。电助动两轮车的设计为：限定速度15km/h以下时，助力与脚踏力的比例为1:1，帮助骑行者驱动车辆，人不脚踏车不走，只是骑行省去一半的体力；车速超过15km/h，则脚踏力越大助力反而越小，由原来的正助力比变为反比例助力；当车速超过25km/h，电动机不再提供助力。电助动两轮车即以15km/h为助力大小的界限、以25km/h为是否提供助力的界限。

现有的电动自行车的动力源基本为蓄电池。蓄电池主要包括铅酸电池和锂电池。铅酸电池深充深放电400次以内，寿命在两年左右，锂电池耐用性较强，消耗慢，充放超过500次，寿命在4-5年。体积、质量方面，铅酸电池为16-30公斤，体积较大，锂电池在2-6公斤，体积相对较小。价格和保质期方面，铅酸电池是48伏，质保期为1年，锂电池质保期能为3年。行驶公里方面，同样48伏的电池，在充满电的情况下，铅酸电池和锂电池的电动车都可以行驶30-40公里。

相对于蓄电池而言，氢燃料电池是新兴的技术。蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来。氢燃料电池严格地说是一种发电装置，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置，添加燃料以维持其电力，所需的燃料是“氢”，因此被归类为新能源。

氢能作为一种清洁、高效、安全、储量丰富、可持续的理想能源载体及二次能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向。氢能源主要产业链包括上游氢气制备、中游氢气运输储存、下游加氢站和氢燃料电池及应用等多个环节。中游氢气储存包括高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。高压气态储氢应用广泛、简便易行、成本低、充放氢速度快，但需要厚重的耐压容器，体积储氢密度低、消耗较大的氢气压缩功，有氢气泄露和容器爆破等不安全因素。如申请号为201910089850.6、名称为氢能源助力车中控系统及其控制方法的专利申请文件中，采用的氢气罐为高压储氢瓶，存在安全隐患。低温液态储氢在全球的加氢站中有较大范围应用，但在车载系统中的应用不成熟，存在安全隐患。此外，受限于技术，国内液氢应用成本很高。固态储氢因为具有高体积储氢密度、低能耗、高安全性、公辅设施简单等因素，被认为是最有发展前景的储存方式之一，有望成为未来主流的储氢方式。