[发明专利]一种脉管制冷机及燃料电池汽车的供氢制冷系统

说明书

本发明提出一种脉管制冷机及燃料电池汽车的供氢制冷系统，本发明的脉管制冷机包括三级脉管，可以获取更大的制冷量；但是随着脉管级数的增加，脉管内工作气体的压力会明显降低，由于脉管体积庞大，影响脉管的制冷能力；因此，本发明的脉管制冷机的第二级脉管和第三级脉管采用多根脉管组件并联的形势，从而减少单个脉管的体积，进一步提升制冷效果。本发明的燃料电池汽车的供氢制冷系统通过对脉管制冷机的添加，将高压氢气在降压前先通入脉管制冷机，有效的利用这部分优质能源，为燃料电池汽车提供额外的冷量，在一定程度上降低汽车空调系统的能耗，达到整车节能的目的。

技术领域

本发明涉及汽车能源技术领域，尤其涉及一种脉管制冷机及燃料电池汽车的供氢制冷系统。

背景技术

近年来，随着全球温室效应的加剧，各国开始大力限制温室气体的排放。氢燃料电池汽车作为2l世纪最有发展前景的新能源环保型汽车，目前在全球范围内已迈入初步商业应用的阶段。燃料电池汽车以氢气作为燃料，车上通常装有两个高压储氢瓶来储存氢气，氢气通过供氢管路进入燃料电池前需经过降压阀降压，这部分氢气的压力无法被有效利用，造成能量的浪费。

脉管制冷机没有运动部件，结构简单，使用寿命长。相比于其他制冷系统，脉管制冷机具有较强的抗电磁干扰能力和减震能力。近年来，脉管制冷机在制冷低温领域有着广泛的应用。相比基本型脉管制冷机，G-M型脉管制冷机安装了旋转阀这一室温运动部件来控制充放气，其结构较为简单、运行可靠且维修方便。

但是现有的脉管制冷机的制冷量不够大，应用于汽车系统的话，仍然存在诸多不足。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有较大制冷量的脉管制冷机，及可以有效利用氢气能源，为汽车的空调系统提供冷源，从而有效降低能源的燃料电池汽车的供氢制冷系统。

为达到上述目的，本发明提出一种脉管制冷机，包括第一级脉管、第二级脉管和第三级脉管；所述第一级脉管的排气口与所述第二级脉管的进气口相连通；所述第二级脉管的排气口与所述第三级脉管的进气口相连通；

所述第一级脉管、第二级脉管和第三级脉管均包括至少一根脉管组件。

优选的，所述脉管组件包括回热器、冷端换热器、导流器、脉管和热端换热器；所述回热器的一端与所述冷端换热器的一端相连通，所述冷端换热器的另一端与所述导流器的一端相连通，所述导流器的另一端与所述脉管的一端相连通，所述脉管的另一端与所述热端换热器的一端相连通。

优选的，所述第一级脉管、第二级脉管和第三级脉管的进气口与排气口的连接端均设有旋转阀。

优选的，所述第一级脉管包括一根所述脉管组件；

所述第二级脉管包括三根所述脉管组件，三根所述脉管组件之间通过分流器相互并联；

所述第三级脉管包括五根所述脉管组件，五根所述脉管组件之间通过分流器相互并联。

本发明还提出一种燃料电池汽车的供氢制冷系统，包括：储氢罐、脉管制冷机和燃料电池；

所述储氢罐通过第一管道与所述脉管制冷剂相连通，所述脉管制冷机通过第二管道与所述燃料电池相连通。

优选的，所述第一管道从所述储氢罐至所述脉管制冷机的方向依次排布有第一压力传感器、第一电磁阀、针阀、第二电磁阀、第一减压阀、第一稳压阀、第二压力传感器和第三电磁阀。

优选的，所述第二管道从所述脉管制冷机至所述燃料电池的方向依次排布有第三压力传感器、第一温度传感器、第二减压阀、第二稳压阀、第二温度传感器和第四压力传感器。

优选的，所述第一管道与所述第二管道之间连通有第三管道，所述第三管道的一端与所述第一管道的进气口相连通，所述第三管道的另一端与所述第二管道的出气口相连通；