[发明专利]一种净化环境空气的高效氢能源汽车动力系统

说明书

本发明涉及一种净化环境空气的高效氢能源汽车动力系统，包括传动系统、燃气轮机、高压氢气储罐、氢气压缩单元、氢气稳压罐、逆变器、电动‑发电机、膨胀机、蓄电池和尾气处理排放系统。高压氢气储罐连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口一路通过冷量回收器和氢气稳压罐连接到氢气进气口，另一路通过氢气压缩单元和中间罐连接到膨胀机入口。燃气轮机或/和电动‑发电机与动力组合器连接，选择方案为用氢燃料发动机替换燃气轮机，动力组合器通过传动轴与传动系统连接。本发明通过燃气轮机与电动‑发电机相结合，提高了氢能源汽车动力系统的工作效率。通过回收尾气热量，减少了大气污染，有利于保护自然环境。

技术领域

本发明属于动力机械技术领域，涉及一种汽车动力系统，具体涉及一种净化环境空气的高效氢能源汽车动力系统。

背景技术

进入二十一世纪，汽车发动机工业得到了迅速地发展，然而目前汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。汽油和柴油都是不可再生资源，为了减缓石油资源的匮乏所带来的一系列负面影响以及减少大气污染和汽车发动机尾气排放，需要寻找发动机的代用燃料，而氢能源是目前最理想的清洁燃料。氢能源是众多替代能源中的一种可再生资源，热值高，并且燃烧后大部分生成物是水蒸气，是一种理想的绿色燃料。作为代用燃料的氢能源可以解决二大难题：一是石油燃料储量有限，二是使用石油燃料带来的环境污染。

环境污染和能源短缺已经成为当今社会的两大突出问题，为寻求人类社会与汽车产业的可持续发展，氢燃料汽车是公认的可同时解决能源和环境问题的绿色环保车，是今后汽车发展的主要方向之一。然而受储氢装置技术、成本、寿命和可靠性诸多因素的制约，使得氢燃料汽车很难真正市场化运行，针对汽车的起动需要输出较大的功率、瞬态响应特性、氢燃料系统的成本问题，世界各国汽车制造商开始把注意力转到混合动力汽车，以提高汽车的经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种净化环境空气的高效氢能源汽车动力系统，增大氢燃料发动机动力，提高发动机的热效率，并且充分回收尾气热量，减少污染,净化环境空气。

本发明的技术方案是：净化环境空气的高效氢能源汽车动力系统，包括车体、控制系统、传动系统、尾气处理排放系统、逆变器、发电机、电动-发电机和蓄电池。控制系统包括中央控制器、电力总线和人工-自动驾驶系统，中央控制器与电力总线、蓄电池和逆变器通信连接，与人工-自动驾驶系统控制连接。蓄电池与电力总线和逆变器电路连接，逆变器与电动-发电机电路连接。传动系统包括变速箱、传动轴、驱动桥和半轴，变速箱通过传动轴与驱动桥连接，驱动桥通过半轴连接到车轮。尾气处理排放系统包括催化器、尾气换热器、余氢吸收单元、尾气零级净化器和排放口。催化器通过阀门与尾气换热器连接，尾气换热器、余氢吸收单元、尾气零级净化器和排放口依次连接，尾气换热器与尾气零级净化器之间设有旁路。汽车动力系统设有燃气轮机、高压氢气储罐、氢气稳压罐、冷量回收器、氢气压缩单元、膨胀机和动力组合器。燃气轮机设有空气进气口、氢气进气口和尾气出口。高压氢气储罐连接到膨胀机的入口，膨胀机的出口分为两路，一路通过冷量回收器和氢气稳压罐连接到氢气进气口，另一路通过氢气压缩单元和中间罐连接到膨胀机入口。尾气出口连接到尾气处理排放系统。燃气轮机或/和电动-发电机与动力组合器连接，膨胀机通过离合器与发电机连接。

汽车动力系统设有空气压缩机，电动-发电机一端与燃气轮机同轴连接，另一端通过离合器与动力组合器连接。膨胀机一端与发电机连接，另一端通过离合器与空气压缩机连接，空气入口通过空气压缩机连接到燃气轮机的空气进气口。燃气轮机自身可设置或不设置压气机，或设置小负荷压气机。