氢燃料电池动力系统及工业车辆技术方案

本实用新型专利技术公开一种氢燃料电池动力系统，该氢燃料电池动力系统包括控制模块、燃料电池模块、用于向所述燃料电池模块提供反应气体的燃料模块、用于对所述燃料电池模块的输出电压进行转换的稳压模块和用于存储所述燃料电池模块的电能的储能模块，所述稳压模块还用于对所述储能模块的输出电压进行转换；所述控制模块、燃料电池模块、燃料模块、稳压模块和储能模块均设有用于安装固定的可拆卸结构；所述控制模块分别与所述燃料模块、燃料电池模块、稳压模块及储能模块电连接。本实用新型专利技术氢燃料电池动力系统按其功能进行模块化封装，使得氢燃料电池动力系统具备快速更换的能力。此外，本实用新型专利技术还公开一种工业车辆。

Hydrogen fuel cell power system and industrial vehicles

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池动力系统及工业车辆
本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种氢燃料电池动力系统及工业车辆。
技术介绍
工业车辆是一种广泛应用于物流仓储行业的机动车辆，主要用于货物的装卸、堆垛和运输等，其按照耗能方式被分为内燃工业车辆和电动工业车辆。其中，内燃工业车辆通常使用汽油或柴油作为动力源，其在使用过程中会造成大量的碳排放，严重污染环境，同时，内燃工业车辆在使用过程中会产生较大的噪音。然而，电动工业车辆虽能够解决环境污染和噪音问题，但是电动工业车辆存在着充电时间长、工作时间短的缺陷。目前，我国正大力发展一种搭载氢燃料电池动力系统的工业车辆，以取代内燃工业车辆(柴油、汽油)和电动工业车辆(二次电池)的使用，从而解决内燃工业车辆存在的工作效率低、环境污染大的问题，同时解决电动工业车辆存在的充电时间长、工作时间短的问题。氢燃料电池动力系统的原理为：利用原电池反应(氧化还原反应)过程中的电子的得失以形成电子的定向移动，从而形成电流。由于氢燃料电池动力系统是利用燃料(氢气)和氧气作为原料，以通过电化学反应将燃料所具有的化学能转化成电能，因此，其排放出的有害气体极少；同时，由于氢燃料电池动力系统的实质是一种电化学装置，并没有机械传动部件，因此，在其使用过程中不会产生噪音污染。然而，现有的氢燃料电池动力系统为集成式结构，若在使用过程中出现故障，需对整个氢燃料电池动力系统进行拆装，以更换损坏的零部件。由于氢燃料电池动力系统为集成式结构且较为复杂，因此，将使得氢燃料电池动力系统的拆装极为不便，且费时费力，同时，降低工业车辆的工作效率。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提出一种氢燃料电池动力系统，以解决现有的氢燃料电池动力系统存在的拆装不便的技术问题。为解决上述技术问题，本技术提出一种氢燃料电池动力系统，该氢燃料电池动力系统包括控制模块、燃料电池模块、用于向所述燃料电池模块提供反应气体的燃料模块、用于对所述燃料电池模块的输出电压进行转换的稳压模块和用于存储所述燃料电池模块的电能的储能模块，所述稳压模块还用于对所述储能模块的输出电压进行转换；所述控制模块、燃料电池模块、燃料模块、稳压模块和储能模块均设有用于安装固定的可拆卸结构；所述控制模块分别与所述燃料模块、燃料电池模块、稳压模块及储能模块电连接。优选地，所述燃料模块包括燃料加注单元、燃料存储单元及压力调节单元，其中：所述燃料加注单元包括依次连接的加氢接口、针阀、用于对外部注入的氢气进行过滤的第一过滤器及单向阀；所述燃料存储单元包括至少一个储氢瓶、设置在所述储氢瓶进出口处的瓶阀以及设置在所述瓶阀上的第一压力传感器，所述瓶阀的进气口与所述单向阀的出气口连接；所述压力调节单元包括依次连接的第二过滤器、减压器、球阀、喷射器及供气电磁阀，所述第二过滤器的进气口与所述瓶阀的出气口连接，所述第二过滤器用于对所述储氢瓶内排出的氢气进行过滤。优选地，所述燃料模块还包括用于降低其内部压力的燃料外排单元，其中：所述燃料外排单元包括第一安全阀、第二安全阀和第三安全阀，所述第一安全阀连接在所述瓶阀与第二过滤器之间，所述第二安全阀连接在所述减压器与球阀之间，所述第三安全阀连接在所述喷射器与供气电磁阀之间；所述燃料外排单元还包括分别与所述第一安全阀、第二安全阀和第三安全阀的出气口连接的阻火器。优选地，所述燃料电池模块包括燃料电池堆以及分别与所述燃料电池堆连接的空气供给单元和散热单元，其中：所述空气供给单元包括空气注入子单元和空气排出子单元，所述空气注入子单元包括依次连接的第三过滤器、流量传感器、空压机、中冷器及增湿器，所述空气排出子单元包括与所述增湿器的出气口连接的电子背压阀和与所述电子背压阀的出气口连接的消音器；所述空气供给单元还包括设置在所述燃料电池堆的空气进口端的第一温度传感器和第二压力传感器以及设置在所述燃料电池堆的空气出口端的第二温度传感器和第三压力传感器；所述散热单元包括连接在所述燃料电池堆的液体出口端的水泵、连接在所述水泵的出口端的散热器，所述散热器的出口端与所述燃料电池堆的液体入口端连接；所述散热单元还包括设置在所述燃料电池堆的液体进口端的第三温度传感器和第四压力传感器，以及设置在所述燃料电池堆的液体出口端的第四温度传感器和第五压力传感器。优选地，所述散热单元还包括与所述散热器并联在所述水泵出口端的加热器，所述加热器的出口端与所述燃料电池堆的液体入口端连接。优选地，所述燃料电池模块还包括燃料供给单元，所述燃料供给单元包括与所述供气电磁阀连接的进气电磁阀、与所述燃料电池堆的燃料出口端连接的排气阀、设置在所述燃料电池堆的燃料进口端的第六压力传感器以及设置在所述燃料电池堆的燃料出口端的第七压力传感器；所述燃料电池模块还包括与所述燃料电池堆形成燃料循环回路的循环泵，所述循环泵的进气端与所述燃料电池堆的燃料出口端连接，所述循环泵的出口端与所述燃料电池堆的燃料进口端连接。优选地，所述稳压模块包括用于对所述储能模块的输出电压进行转换的第一DC-DC转换器和用于对所述燃料电池模块的输出电压进行转换的第二DC-DC转换器。优选地，所述储能模块包括蓄电池组、电池管理单元和超级电容器。优选地，所述控制模块包括用于与其它终端设备建立远程通信的GPRS单元和RDU单元。本技术还提出一种工业车辆，该工业车辆包括上述的氢燃料电池动力系统，所述氢燃料电池动力系统包括控制模块、燃料电池模块、用于向所述燃料电池模块提供反应气体的燃料模块、用于对所述燃料电池模块的输出电压进行转换的稳压模块和用于存储所述燃料电池模块的电能的储能模块，所述稳压模块还用于对所述储能模块的输出电压进行转换；所述控制模块、燃料电池模块、燃料模块、稳压模块和储能模块均设有用于安装固定的可拆卸结构；所述控制模块分别与所述燃料模块、燃料电池模块、稳压模块及储能模块电连接。本技术实施例的有益效果在于：按照氢燃料电池动力系统的内部功能，将其分割成不同种类的功能模块，即控制模块、燃料模块、燃料电池模块、稳压模块及储能模块，各功能模块在功能上相互独立。其中，各功能模块可通过自身的外部结构与其它各功能模块相互连接，以形成完整的氢燃料电池动力系统。由于本技术所提出的氢燃料电池动力系统的各功能模块在功能上相互独立，而结构上又是具有互联关系的，因此，一方面可以根据车辆所需的动力和续航大小对氢燃料电池动力系统增减容量，另一方面使得维修人员可方便地从氢燃料电池动力系统中拆卸故障模块以进行维修或更换。附图说明图1为本技术氢燃料电池动力系统一实施例的功能模块图；图2为本技术氢燃料电池动力系统一实施例的结构示意图；图3为图2中的燃料模块的结构示意图；图4为图2中的燃料电池模块的结构示意图；图5为图2中的稳压模块的结构示意图；图6为图2中的储能模块的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池动力系统，其特征在于，包括控制模块、燃料电池模块、用于向所述燃料电池模块提供反应气体的燃料模块、用于对所述燃料电池模块的输出电压进行转换的稳压模块和用于存储所述燃料电池模块的电能的储能模块，所述稳压模块还用于对所述储能模块的输出电压进行转换；/n所述控制模块、燃料电池模块、燃料模块、稳压模块和储能模块均设有用于安装固定的可拆卸结构；/n所述控制模块分别与所述燃料模块、燃料电池模块、稳压模块及储能模块电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池动力系统，其特征在于，包括控制模块、燃料电池模块、用于向所述燃料电池模块提供反应气体的燃料模块、用于对所述燃料电池模块的输出电压进行转换的稳压模块和用于存储所述燃料电池模块的电能的储能模块，所述稳压模块还用于对所述储能模块的输出电压进行转换；
所述控制模块、燃料电池模块、燃料模块、稳压模块和储能模块均设有用于安装固定的可拆卸结构；
所述控制模块分别与所述燃料模块、燃料电池模块、稳压模块及储能模块电连接。


2.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力系统，其特征在于，所述燃料模块包括燃料加注单元、燃料存储单元及压力调节单元，其中：
所述燃料加注单元包括依次连接的加氢接口、针阀、用于对外部注入的氢气进行过滤的第一过滤器及单向阀；
所述燃料存储单元包括至少一个储氢瓶、设置在所述储氢瓶进出口处的瓶阀以及设置在所述瓶阀上的第一压力传感器，所述瓶阀的进气口与所述单向阀的出气口连接；
所述压力调节单元包括依次连接的第二过滤器、减压器、球阀、喷射器及供气电磁阀，所述第二过滤器的进气口与所述瓶阀的出气口连接，所述第二过滤器用于对所述储氢瓶内排出的氢气进行过滤。


3.根据权利要求2所述的氢燃料电池动力系统，其特征在于，所述燃料模块还包括用于降低其内部压力的燃料外排单元，其中：
所述燃料外排单元包括第一安全阀、第二安全阀和第三安全阀，所述第一安全阀连接在所述瓶阀与第二过滤器之间，所述第二安全阀连接在所述减压器与球阀之间，所述第三安全阀连接在所述喷射器与供气电磁阀之间；
所述燃料外排单元还包括分别与所述第一安全阀、第二安全阀和第三安全阀的出气口连接的阻火器。


4.根据权利要求1所述的氢燃料电池动力系统，其特征在于，所述燃料电池模块包括燃料电池堆以及分别与所述燃料电池堆连接的空气供给单元和散热单元，其中：
所述空气供给单元包括空气注入子单元和空气排出子单元，所述空气注入子单元包括依次连接的第三过滤器、流量传感器、空压机、中冷器及增湿器，所述空气排出子单元包括与所述增湿器的出气口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡金俊，郭玉平，彭晖，彭旭，
申请(专利权)人：深圳国氢新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44