[实用新型]一种燃油和燃料电池混合动力系统及使用该系统的汽车

说明书

本实用新型涉及一种燃油和燃料电池混合动力系统及使用该系统的汽车，燃油和燃料电池混合动力系统包括以下依次连接的各组件：燃油动力组件、制氢组件、燃料电池组件、动力电池组件、电能动力组件；所述的电能动力组件还同时直接连接燃料电池组件。本实用新型的混合动力系统，能合理利用能源的燃油和燃料电池，将燃油发动机的高温尾气和甲醇水燃料汽化过程耦合于一体，解决了长时间停机状态下甲醇水重整制氢‑氢燃料电池新能源汽车的重整室加热和保温问题，实现即开即走的功能。

技术领域

本实用新型涉及汽车的动力系统领域，尤其涉及一种燃油和燃料电池混合动力系统及使用该系统的汽车。

背景技术

新能源只有具备能量密度上碾压性优势，才能颠覆传统能源历经数个世纪建立起来的庞大基础设施和产业体系。氢气是常见燃料中热值最高的能量载体，其热值为142kJ/g，是汽油的3倍，煤炭的5倍。这意味着，在同样质量的氢气、煤炭和石油所产生的能量，氢气的能量密度是最大的，这一特性是实现汽车绿色、可持续发展的重要因素之一。

氢燃料电池汽车被称为“终极环保车”，其排放物为水，能有效解决汽车使用过程中产生的空气污染问题，作为可再生资源，氢储量丰富，也能解决能源贫乏的问题，目前，不仅氢燃料电池乘用车的研发取得突破，大型氢燃料电池商用车也正在研发，氢燃料电池汽车有希望引导汽车、能源工业的变革。

常规的燃料电池汽车使用的是70MPa储氢罐提供氢源，高压储氢安全性一直是氢燃料电池车难以推广开的原因之一。甲醇水重整制氢相较于煤制氢和天然气制氢有着反应温度较低，燃料易存储等优点，在汽车上实时制氢发电有着广泛的应用前景。甲醇水重整制氢属于强吸热反应，反应温度在220-400℃之间，车辆运行需要氢气输入燃料电池发电，但制氢过程反应器需要维持在反应温度区间，当车辆处于长时间停止状态，如：车辆停放过夜，上下班之间间隔10小时以上，放假期间不使用车辆等情况，车辆内部的反应器将降至常温，从而无法供给氢气至燃料电池发电。常规的加热方式可以是电加热和燃烧甲醇或甲醇水，电加热时间较长，持续消耗电池的电量，若电池没电，车辆将无法运转，燃烧燃料加热需等待一定时间，无法做到即开即走，且在封闭场合如地下停车场燃烧大量燃料加热易导致缺氧。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种可做到即开即走，合理利用能源的燃油和燃料电池混合动力系统，及使用该系统的汽车。

本实用新型所采用的技术方案是：一种燃油和燃料电池混合动力系统，其特征在于，包括以下依次连接的各组件：

燃油动力组件，利用汽油在燃油发动机内燃烧做功产生动力供汽车行驶；

制氢组件，用于将甲醇水重整催化转化为氢气；

燃料电池组件，用于利用氢进行电化学反应产生电能；

动力电池组件，用于存储所述燃料电池组件产生的全部或部分电能，以及利用存储的电能为车辆的行车用电设备供电；

电能动力组件，利用电能产生动力供汽车行驶；所述的电能动力组件还同时直接连接燃料电池组件。

优选的，所述的制氢组件包括甲醇水燃料箱、泵、第一汽化器、第二汽化器、重整室、提纯器、换热器、第一燃烧室和第二燃烧室；所述燃油动力组件连接第一汽化器，甲醇水燃料箱连接泵，泵的第一出口依次连接第一汽化器和第一燃烧室，泵的第二出口依次连接换热器的冷媒入口、第二汽化器、重整室和提纯器，提纯器的纯氢气出口依次连接换热器的热媒入口和燃料电池组件；提纯器的驰放气出口连接第二燃烧室。

优选的，所述的重整室与第一燃烧室和第二燃烧室之间为热传递连接。

优选的，所述的泵的第一出口与第一汽化器之间设置有第一电磁阀。

优选的，所述的泵的第二出口与换热器的冷媒入口之间设置有第二电磁阀。