[发明专利]车用燃料电池混合动力装置

权利要求书

1.一种车用燃料电池混合动力装置，其特征在于，它包括：

-燃料电池单元(1)，包括设在主燃料管道(12)上的燃料电池堆栈(11)，所述燃料电池堆栈(11)上设有供空气流入的阴极入口(11a)、供燃料流入的阳极入口(11A)、供空气流出的阴极出口(11b)、供燃料流出的阳极出口(11B)；

-燃气轮机单元(2)，包括依序设置的燃烧室(21)、压缩机(22)、透平机(23)、发电机(24)，

其中燃气轮机单元(2)中的燃烧室(21)连通所述燃料电池单元(1)中的阳极出口(11B)，燃气轮机单元(2)中的压缩机(22)连通所述燃料电池单元(1)中的阴极出口(11b)；

且所述的燃料电池堆栈(11)为固态氧化物燃料电池。

2.如权利要求1所述的动力装置，其特征在于，所述动力装置还设有选自以下的任意一种装置或其组合：

(i)燃料旁路单元(3)，包括供燃料流入所述燃烧室(21)的燃料旁路(31)；

(ii)空气旁路单元(4)，包括供空气流入所述压缩机(22)的空气旁路(41)；

(iii)蒸汽发生单元(5)，包括蒸汽发生器(51)，所述蒸汽发生器(51)产生的蒸汽与燃料混合后进入燃料电池的阳极入口(11A)。

3.如权利要求1或2所述的动力装置，其特征在于，还包括热量回收单元(6)，所述热量回收单元(6)包括：

与所述透平机(23)连通并用于回收所述透平机(23)排气的空气回热器(61)和燃料回热器(62)，使得所述回收的排气加热燃料电池堆栈进口端(11a)的空气和/或加热燃料电池堆栈进口端(11A)的燃料；

所述热量回收单元(6)连通蒸汽发生单元(5)，使得所述回收的热量用于发生蒸汽。

4.如权利要求1或2所述的动力装置，其特征在于，燃烧电池单元的所述燃烧电池单元(1)和燃气轮机单元(2)的功率比为3∶1-1∶1之间。

5.如权利要求1或2所述的动力装置，其特征在于，采用的燃料为碳氢化合物燃料，包括天然气、甲醇、煤气。

6.一种车用燃料电池混合动力装置的启动方法，其特征在于，启动时，

燃料分别通过主燃料管道(12)和燃料旁路(31)进入燃气轮机单元(2)中的燃烧室(21)，

空气分别通过燃料电池堆栈(11)和空气旁路(41)进入燃气轮机单元(2)中的压缩机(22)，然后进入燃烧室(21)，

燃料和压缩空气混合后在燃烧室(21)燃烧，推动透平机(23)发电，使得汽车启动。

7.一种车用燃料电池混合动力装置的负荷调整方法，其特征在于，通过空气旁路(41)和燃气旁路(31)的流量调整汽车负荷，所述汽车负荷调整过程的时间为1-5秒。

8.一种含有如权利要求1所述的动力装置的汽车，包括驱动电动机(7)，电动机调速控制装置、传动装置、行驶装置、转向装置和制动装置。

9.一种如权利要求1所述的燃料电池汽车动力装置的用途，其特征在于，用于电动汽车的动力来源。

10.一种燃料电池堆栈的用途，所述的燃料电池堆栈为固态氧化物燃料电池，其特征在于，所述的燃料电池堆栈被用作汽车动力源。