[发明专利]一种氢燃料动力系统及氢燃料动力有轨电车

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料动力系统及 氢燃料动力有轨电车。

背景技术

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电 能的发电装置，是一种高效、环保的新型发电装置，在各个领域都有 广泛地应用。氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的 电池，由于氢燃料电池的反应中只生成水，因此是一种绿色环保的能 源。

在有轨电车建设高速发展的现在，传统的有轨电车必须采用接触 网供电，从而影响城市的景观。为了在重要区域设置无电网区域，将 燃料电池安装到有轨电车中，尤其是将绿色环保的氢燃料电池安装于 有轨电车中，成为了急需解决的问题。

但是在目前，燃料电池大部分应用于小功率应用场所，对于大功 率应用场所，例如有轨电车，由于其产生的功率不能满足整体需求， 且随着功率等级的增大，其结构也相对复杂，并且大功率导致氢燃料 电池的成本增加。因此，氢燃料动力系统还需要进一步的强化，才能 满足日益增长的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种氢燃料动力系统及氢燃料 动力有轨电车，通过氢燃料动力系统为有轨电车供电，实现全线无接 触网受流，保证了城市的美观，并且绿色环保。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氢燃料动力系统及氢 燃料动力有轨电车。

一种氢燃料动力系统，包括氢燃料电池、储氢装置、冷却系统、 单向直流变换器、直流母线和控制装置；所述氢燃料电池产生电能；

所述氢燃料电池与储氢装置连接，所述储氢装置根据所述氢燃料 电池内部压力为所述氢燃料电池提供氢气；

所述氢燃料电池与冷却系统连接，所述冷却系统为所述氢燃料电 池排出的热水降温并送回所述氢燃料电池；

所述氢燃料系统、单向直流变换器和直流母线依次连接，所述单 向直流变换器将所述电能的电压升压至供电电压，并将其传输至所述 直流母线；

所述控制装置分别对所述冷却系统、储氢装置进行控制。

进一步的，前述氢燃料电池包括至少一个串联连接的子电池。

进一步的，前述储氢装置通过减压装置与所述子电池连通，所述 减压装置对所述储氢装置输出的氢气降压后，输送至所述子电池。

进一步的，前述子电池内设有压力传感器，所述控制装置根据压 力传感器检测的压力值控制所述储氢装置向所述子电池输送的氢气 量。

进一步的，前述冷却系统设有与所述子电池数量相同的出水口和 入水口，所述出水口和入水口分别与对应的子电池连接。

进一步的，前述冷却系统的出水口处设有第一温度传感器，所述 冷却系统的入水口处设有第二温度传感器，所述控制装置根据所述第 一温度传感器与第二温度传感器采集到的温差控制冷却系统的冷却功 率。

进一步的，还包括储能装置，所述储能装置与所述直流母线连接， 所述储能装置用于存储或释放所述电能。

进一步的，前述储能装置包括锂电池和/或超级电容。

一种氢燃料动力有轨电车，包括前述的氢燃料动力系统；所述直 流母线通过牵引逆变器与牵引电机连接，并为所述牵引电机供电；所 述直流母线与辅助用电设备连接，并为所述辅助用电设备供电。

进一步的，前述储能装置、氢燃料电池、冷却系统、单向直流变 换器、牵引逆变器和储能装置分别设置于所述氢燃料动力有轨电车的 一节或者多节车厢顶部。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种氢燃料动力系统，储氢装置根据氢燃料电池内 部压力为氢燃料电池提供氢气，保证氢燃料电池中氢气的供给，并且 不会因为过渡供给导致氢燃料电池内部的压力过大；冷却系统为氢燃 料电池排出的热水降温并送回氢燃料电池，可以有效防止氢燃料电池 的温度过高；单向直流变换器将电能的电压升压至供电电压，并将其 传输至直流母线，以便于对用电设备供电。氢燃料电池的工作原理是： 以氢气和空气中的氧气，在催化剂的作用下反应，产生电和水。由于 反应中只生成水，因此是一种绿色环保的能源。