[实用新型]一种氢能混合动力系统及轨道工程车

说明书

一种氢能混合动力系统及轨道工程车，氢能混合动力系统包括氢燃料电池组、储氢罐、储能电池、BMS控制单元、热管理系统及配电柜；储氢罐与氢燃料电池组连接，氢燃料电池组的电能输出端连接至轨道工程车的直流母线，储能电池与直流母线连接；BMS控制单元分别与氢燃料电池组、储能电池以及热管理系统的控制端连接；热管理系统与氢燃料电池组及储能电池连接，热管理系统控制端与BMS控制单元连接；配电柜内设有直流电柜、交流电柜、逆变器以及24V电源模块，直流母线与直流电柜和逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与交流电柜及24V电源模块连接。本实用新型采用氢能配合储能电池实现冗余配置，保证车辆整车稳定运行，提高续航能力，减少热排放。

技术领域

本实用新型属于轨道工程车动力电池技术领域，特别涉及一种氢能混合动力系统及轨道工程车。

背景技术

轨道交通向高速、重载、便捷、舒适方向发展，科学及时的维护是确保轨道交通安全、舒适、经济运行的重要保障。因此，在轨道交通运营的间隙，一般为晚上结束运营的时间段，也称“天窗”时间进行维护，执行维护任务的轨道装备成为“轨道工程车”，比如钢轨检测、探伤、接触网维护、钢轨打磨、钢轨铣磨等。

为了确保维护人员的工作安全，天窗期内需要断电。因此，轨道工程车需要自带动力。传统的轨道车辆一般采用柴油机作为动力。

采用柴油机的轨道工程车会排放大量尾气，并产生大量热量，导致周围环境恶化。特别是在隧道内，传统的工程车工作环境极其恶劣，给工作人员带来危害，并且会导致整个轨道交通系统的环境恶化。

另外，尽管轨道交通线路电气化水平越来越高，特别是地铁几乎全部采用电气化。但是，轨道工程车辆是目前该系统内唯一的“碳排放”大户，急需采用新能源方式解决。目前成熟的新能源多采用蓄电池，续航是制约其发展的瓶颈。轨道工程车除了提供牵引走行的动力之外，还要为大功率作业装置提供能量，再加上电池的功率密度低，因此，轨道工程车的蓄电池化推广一直未取得实质进展。

实用新型内容

为解决现有技术问题，本实用新型提出一种氢能混合动力系统及轨道工程车，该动力系统采用压缩氢气作为燃料，转化为电能驱动负载，具备清洁、高效等特点，可配置在钢轨铣磨车、打磨车、检测车、探伤车等轨道工程车上。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种氢能混合动力系统，包括氢燃料电池组、储氢系统、储能电池、BMS控制单元、热管理系统、24V蓄电池以及配电柜；

所述储氢系统包括储氢罐，储氢罐与氢燃料电池组连接并为其提供氢气，氢燃料电池组的电能输出端通过DC/DC模块连接至轨道工程车的直流母线，储能电池与直流母线连接；

BMS控制单元分别与氢燃料电池组、储能电池以及热管理系统的控制端连接，24V蓄电池与BMS控制单元连接；

热管理系统设于氢燃料电池组和储能电池一侧并用于维持氢燃料电池组和储能电池处于合适的工作温度，热管理系统的电能输入端连接分别与氢燃料电池组及储能电池连接，热管理系统的控制端与BMS控制单元连接；

配电柜内设有直流电柜、交流电柜、逆变器以及24V电源模块，直流母线分别与直流电柜和逆变器的输入端连接，直流电柜的输出端用于连接至轨道工程车的直流用电负载；逆变器的输出端与交流电柜连接，交流电柜连接至轨道工程车的交流用电负载；逆变器还与24V电源模块连接，24V电源模块用于连接轨道工程车的控制系统及整车其它24V用电负载。

进一步的，储能电池可以是动力锂电池组或蓄电池组。

进一步的，24V蓄电池还分别与氢燃料电池组的弱电模块、储能电池的弱电模块连接。

进一步的，热管理系统包括加热单元和冷却单元，加热单元为含有发热电阻丝的加热器，冷却单元为电空调或车载液冷散热器。