[发明专利]一种中高压燃料电池发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种中高压燃料电池发动机。

背景技术

鉴于石油资源的消耗和减排需求，发展新能源汽车成为国家重要战略。新能源汽车现阶段主要有混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车三大类。其中燃料电池汽车是氢和氧（或空气）直接经反应产生电能转换为动能的汽车，具有排放零污染、能量密度高和加氢速度快等优点，被认为是汽车清洁能源的终极解决方案。

氢燃料电池汽车的核心部件是燃料电池，但是由于氢气的易燃易爆和高压储存的特点带来了一定的安全隐患。安全可靠的储存、传输以及发生交通事故时的安全性，成了氢燃料电池汽车至关重要的性能。因此在设计燃料电池汽车的燃料电池发动机时，要保证各种情况下氢气的安全使用。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种结构合理、便于制造且安全高效的中高压燃料电池发动机。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种中高压燃料电池发动机，包括分别与燃料电池电堆相连接的氢气供应子系统、空气供应子系统、温度控制子系统以及电力控制子系统，所述的氢气供应子系统包括依次连接的氢气瓶、组合瓶阀、过流阀、压力调节阀、进氢电磁阀和氢气循环泵；所述的空气供应子系统包括依次连接的空滤器、空压机、中冷器和增湿器；所述的温度控制子系统包括并排设置有去离子过滤器、加热器和散热器，所述燃料电池电堆、加热器和散热器三者之间设有温控三向阀，所述空气供应子系统中还设有用于冷却液热胀冷缩时的冷却液溢出及补偿的副水箱，所述的电力控制子系统包括用于将燃料电池电堆输出电压变换至整车负载电压平台的第一DCDC转换器和用于将母线电压降压至燃料电池发动机各子系统用电器电压平台的第二DCDC转换器。

作为优选方案：所述氢气循环泵与燃料电池电堆之间还连接有第一压力传感器，所述氢气循环泵与空气供应子系统之间还连接有吹扫电磁阀。

作为优选方案：所述增湿器与燃料电池电堆之间还设有第二压力传感器，所述增湿器上还连接有可控背压阀与消声器。

作为优选方案：所述温度控制子系统与燃料电池电堆之间设有多个温度传感器，所述温度控制子系统还设有用于控制冷却液流速的冷却水泵。

本发明通过在氢气供应子系统中设置组合瓶阀、过流阀、进氢电磁阀等阀体保证气瓶在高温、高压时卸荷，过流时切断通路；进氢电磁阀在关机时或者发生意外时切断回路；各个装置的组合使得氢气供应更加安全，空气供应子系统中通过增湿器将空气进行增湿，使电堆中的电化学反应效率更高；本发明的温度控制子系统中通过加热器和散热器可以有效控制燃料电池反应堆的温度在合理范围内，进一步保证了整个系统的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意框图。

图2是本发明的氢气供应子系统的结构示意框图。

图3是本发明的空气供应子系统的结构示意框图。

图4是本发明的温度控制子系统的结构示意框图。

图5是本发明的电力控制子系统的结构示意框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。