[发明专利]一种新能源汽车集中供气系统及供气方法

说明书

本发明提供了一种新能源汽车集中供气系统及供气方法，空气经过空气过滤器过滤后进入两级压缩空气压缩机进行压缩升压，一级压缩空气通过旁通阀引入燃料电池系统进行反应发电；经过燃料电池系统的一级压缩空气进入空气膨胀机回收部分电能。从两级压缩空气压缩机排出的二级压缩空气进入风冷换热器冷却后大部分供给汽车刹车系统，其余部分在夏季供给空气膨胀制冷机用于车内制冷。从风冷换热器排出的热空气在冬季可进入车内进行制热。本发明无需电动制冷与制热系统，主要利用一台两级压缩空气压缩机集中对燃料电池系统、汽车刹车系统、车内制冷与制热模块提供能量，从而减少了能量转换造成的损失，极大地提高了新能源汽车用电效率和延长行驶里程。

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，特别是涉及新能源汽车集中供气系统。

背景技术

随着全世界汽车产量和保有量的日益增多，以石油产品为动力源的车辆所排废气已经成为影响地球气候和环境污染的主要来源，能源危机也日益加重。因此，人们迫切的需要开发环保、高效的新能源汽车来改善能源短缺和环境污染的现状。燃料电池汽车(FuelCell Vehicle,FCV)以其零排放、能量转化效率高、动力性能好、续驶里程长等优势成为未来道路交通能源的理想解决方案，得到了各国政府的持续关注，也成为个各大汽车公司在技术领域竞争的焦点之一。

综合成本和性能考虑，通常采用空气直接为燃料电池电堆反应提供所需的氧气。在车用PEMFC燃料电池系统中，PEMFC系统典型的工作压力在1～3bar，且需要供气子系统连续不断的提供3bar左右、100～300kg/h的较高压力的空气。作为空气供给系统的核心部件，大约有20～30％的燃料电池输出功率被用于供气子系统提升空气的压力，成为除了负载之外燃料电池的最大耗能部件，其综合性能在很大程度上决定了燃料电池电动汽车的性能。

新能源汽车主要采用气压制动系统，其主要包括空气压缩机、储气罐、空气干燥器、制动器等几个部分。经由空气压缩机产生的高压空气对制动器的制动室内充气，从而推动活塞，通过盘式制动器中的增力机构推动摩擦片压向制动盘，实现制动。

客车乘客门按驱动方式可分为手动、电动、气动等。气动内摆门具有开度大、有效通道宽、乘客上下车方便快捷、驾驶员控制方便等优点，在客车尤其是城市客车中应用广泛。空压缩机系统为气动客车门的开关提供了所需的动力。

新能源汽车与传统汽车最大的不同之处在于能源供应系统，传统汽车采用汽油、天然气以及柴油作为燃料，驱动发动机提供驱动力，因此，一般的传统汽车空调系统采用发动机的输出机械功为驱动力，通过离合器的作用带动开启式空调压缩机工作，以实现夏季的制冷作用；在冬季采用汽车发动机冷却水为热源，对车厢内提供热风加热，实现冬季空调系统的供热。而新能源汽车大多采用电池发电驱动电机的能源系统，因此新能源汽车能源系统可直接输出高质量的电能，不需要离合器动力输出系统来带动压缩机，可直接对压缩机供电。新能源汽车空调系统主要是直接利用电能的热泵式空调系统。

在新能源汽车中，燃料电池系统分别向动力系统驱动电机、电动空气压缩机、电动制冷供电及车内其余电子设备供电。前述这些耗电单元极大地影响新能源汽车的行驶里程。

综上所述，现有技术存在的问题是通过燃料电池将氢气和氧气反应产生的电能驱动电机、电动空气压缩机、电动制冷供电及车内其余电子设备供电，极大地影响新能源汽车的行驶里程，而且会使电控系统过于复杂。

发明内容

为简化新能源汽车系统结构、提高能量转换效率、增加新能源汽车的续航里程，本发明提供了一种新能源汽车集中供气系统及供气方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：