一种氢燃料电池客车用动力系统技术方案

本申请涉及一种氢燃料电池客车用动力系统，涉及氢燃料电池的领域，其包括储氢装置和燃料电池模组；储氢装置包括罐体和罐体内的第一储氢容器和第二储氢容器，罐体内固定设置有位于第一储氢容器和第二储氢容器之间的隔热板，第一储氢容器与第二储氢容器之间连通有输氢管，输氢管上安装有由第一储氢容器向第二储氢容器输送的单向阀，罐体上靠近第一储氢容器的一侧设置有第一冷却液入口和第一冷却液出口，罐体上靠近第一储氢容器的一侧设置有加热液入口和加热液出口，第一储氢容器上连通有供氢管；燃料电池模组与第二储氢容器之间连通有进氢管，燃料电池模组与供氢管之间连通有出氢管。本申请具有减小对吸氢过程和放氢过程造成的影响的效果。的影响的效果。的影响的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池客车用动力系统


[0001]本申请涉及氢燃料电池的领域，尤其是涉及一种氢燃料电池客车用动力系统。

技术介绍

[0002]氢能具有洁净、效率高、可再生等诸多优点，是受到全世界普遍关注的一种新型能源，近年来氢燃料电池在交通运输领域展现出良好的应用前景。
[0003]目前一般是将氢燃料电池作为客车的动力系统，通过氢燃料电池发电为客车提供动力。氢燃料电池发电原理是通过氢气和氧气的催化氧化反应，将化学能转换为电能，并且生成无任何污染的水。氢燃料电池动力系统运行时，一般会通过储氢合金罐提供足够的氢气在电堆中与氧气反应，部分未反应的氢气会从电堆中排出，为了提高氢气的利用率，一般会将电堆中排出的氢气重新回流至储氢罐内。
[0004]储氢合金罐利用氢气与储氢金属的化学反应来储存氢气，是一种固态储氢技术，具有储氢压力低、密度高、供氢纯度高等特点。但储氢金属吸氢过程为放热反应，储氢合金罐内温度升高后导致吸氢减缓甚至无法吸氢，并且储氢金属放氢过程为吸热反应，储氢合金罐内温度降低后放氢过程受到限制。

技术实现思路

[0005]为了有助于解决储氢金属吸氢过程温度升高以及放氢过程温度降低的问题，减小对吸氢过程和放氢过程造成的影响，本申请提供一种氢燃料电池客车用动力系统。
[0006]本申请提供的一种氢燃料电池客车用动力系统，采用如下的技术方案：一种氢燃料电池客车用动力系统，包括储氢装置和燃料电池模组；所述储氢装置包括罐体以及固定设置在罐体内的第一储氢容器和第二储氢容器，第一储氢容器和第二储氢容器内均填充有储氢金属粉末，罐体内固定设置有将罐体内部分隔为两个部分的隔热板，第一储氢容器和第二储氢容器分别位于隔热板的两侧，且第一储氢容器与第二储氢容器之间连通有输氢管，输氢管上安装有由第一储氢容器向第二储氢容器输送的单向阀，罐体上靠近第一储氢容器的一侧设置有第一冷却液入口和第一冷却液出口，罐体上靠近第一储氢容器的一侧设置有加热液入口和加热液出口，第一储氢容器上连通有供氢管；所述燃料电池模组与第二储氢容器之间连通有进氢管，燃料电池模组与供氢管之间连通有出氢管，燃料电池模组上设置有供电回路，供电回路用于为客车提供动力。
[0007]通过采用上述技术方案，通过隔热板将第一储氢容器和第二储氢容器隔开，第一储氢容器通过供氢管进行储氢，第二储氢容器通过进氢管为燃料电池模组提供反应所需的氢气，燃料电池模组排出的氢气通过出氢管回流至第一供氢管内，从而使第一储氢容器内主要进行吸氢，且第二储氢容器内主要进行放氢，且第一储氢容器内的氢气仅能够通过输氢管单向流动至第二储氢容器内；将用于吸氢的第一储氢容器与用于放氢的第二储氢容器分隔开后，通过第一冷却液入口向罐体与第一储氢容器之间通入冷却液再从第一冷却液出
口排出，对第一储氢容器起到冷却作用，从而排出吸氢过程放出的热量，促进第一储氢容器内的吸氢过程；同时通过加热液入口向罐体与第二储氢容器之间通入加热液再从加热液出口排出，对第二储氢容器起到加热作用，为放氢过程提供所需的热量，促进第二储氢容器内的放氢过程，从而有助于解决储氢金属吸氢过程温度升高以及放氢过程温度降低的问题，减小对吸氢过程和放氢过程造成的影响。
[0008]可选的，还包括热循环装置，热循环装置包括第一冷却液循环管和第一加热液循环管，第一冷却液循环管一端与第一冷却液出口连通，另一端与加热液入口连通，第一加热液循环管一端与加热液出口连通，另一端与第一冷却液入口连通。
[0009]通过采用上述技术方案，在第一冷却液出口与加热液入口之间设置第一冷却液循环管，能够使冷却液在第一储氢容器外部吸收热量后进入第二储氢容器外部放出热量；在第一冷却液入口与加热液出口之间设置第一加热液循环管，能够使加热液在第二储氢容器外部放出热量后进入第一储氢容器外部继续吸收热量，实现热量的回收利用。
[0010]可选的，所述燃料电池模组上设置有第二冷却液入口和第二冷却液出口，热循环装置还包括第二冷却液循环管和第二加热液循环管，第二冷却液循环管一端与第二冷却液出口连通，另一端与第一冷却液循环管连通，第二加热液循环管一端与第一加热液循环管连通，另一端与第二冷却液入口连通。
[0011]通过采用上述技术方案，燃料电池模组反应过程中需要冷却液进行冷却，使冷却液在燃料电池模组内吸收热量后进入第二储氢容器外部放出热量，并使一部分加热液在第二储氢容器外部放出热量后流入第二冷却液入口对燃料电池模座的反应过程进行冷却，进一步实现热量的回收利用。
[0012]可选的，所述第一储氢容器和第二储氢容器均与罐体内壁之间形成环形空腔，环形空腔内均设置有引流板，引流板呈螺旋状，并在环形空腔内形成螺旋状的流动通道，引流板内侧与第一储氢容器或第二储氢容器固定连接，引流板外侧与罐体内壁固定连接，第一冷却液入口和第一冷却液出口分别与第一储氢容器外部流动通道的两端连通，加热液入口和加热液出口分别与第二储氢容器外部流动通道的两端连通。
[0013]通过采用上述技术方案，在第一储氢容器与罐体之间以及第二储氢容器与罐体之间的环形空腔内均设置螺旋状的引流板，能够使第一储氢容器和第二储氢容器外部均形成螺旋状的流动通道，延长了冷却液在第一储氢容器外部的流动时间以及加热液在第二储氢容器外部的流动时间，加强了冷却液对第一储氢容器的冷却效果以及加热液对第二储氢容器的加热效果。
[0014]可选的，所述热循环装置还包括电加热器和散热组件，电加热器安装于第一冷却液循环管上，散热组件安装于第一加热液循环管上。
[0015]通过采用上述技术方案，由于热量在回收利用的过程中必然会存在损失，在第一冷却液循环管上设置电加热器，能够对吸收热量后的冷却液进行加热后再导入第二储氢容器外部进行放热；在第一加热液循环管上设置散热组件，能够对放出热量后的加热液用于冷却前进行散热，确保加热液的加热效果以及冷却液的冷却效果，对热量损失起到补偿作用。
[0016]可选的，所述散热组件包括散热箱和风扇，散热箱顶面开口且位于加热液出口的下方，风扇安装在散热箱顶部开口处，第一加热液循环管靠近加热液出口的一端与散热箱
连通。
[0017]通过采用上述技术方案，当加热液在第二储氢容器外部放出热量后，会从加热液出口流出至散热箱内，风扇对散热箱内的液体起到散热作用。
[0018]可选的，所述电加热器、风扇均与供电回路连接。
[0019]通过采用上述技术方案，将电加热器、风扇均与供电回路连接，能够使燃料电池模组为电加热器和风扇均提供自身运行所需的电能。
[0020]可选的，所述出氢管上连接有气液分离件。
[0021]通过采用上述技术方案，在出氢管上设置气液分离件，能够使出氢管内的氢气与液体分离，除去不慎进入出氢管内的液体，避免液体进入第一储氢容器内。
[0022]可选的，所述气液分离件包括排液管和排气管，排液管竖直设置，排液管顶端与出氢管靠近燃料电池模组的一端连通，排液管底端连通有排液箱，排气管底端朝着靠近排液管的方向倾斜，且与排液管中部连通，排气管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池客车用动力系统，其特征在于：包括储氢装置(1)和燃料电池模组(2)；所述储氢装置(1)包括罐体(11)以及固定设置在罐体(11)内的第一储氢容器(12)和第二储氢容器(13)，第一储氢容器(12)和第二储氢容器(13)内均填充有储氢金属粉末(121)，罐体(11)内固定设置有将罐体(11)内部分隔为两个部分的隔热板(111)，第一储氢容器(12)和第二储氢容器(13)分别位于隔热板(111)的两侧，且第一储氢容器(12)与第二储氢容器(13)之间连通有输氢管(122)，输氢管(122)上安装有由第一储氢容器(12)向第二储氢容器(13)输送的单向阀(123)，罐体(11)上靠近第一储氢容器(12)的一侧设置有第一冷却液入口(113)和第一冷却液出口(114)，罐体(11)上靠近第一储氢容器(12)的一侧设置有加热液入口(115)和加热液出口(116)，第一储氢容器(12)上连通有供氢管(124)；所述燃料电池模组(2)与第二储氢容器(13)之间连通有进氢管(131)，燃料电池模组(2)与供氢管(124)之间连通有出氢管(21)，燃料电池模组(2)上设置有供电回路(23)，供电回路(23)用于为客车提供动力。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池客车用动力系统，其特征在于：还包括热循环装置(3)，热循环装置(3)包括第一冷却液循环管(31)和第一加热液循环管(32)，第一冷却液循环管(31)一端与第一冷却液出口(114)连通，另一端与加热液入口(115)连通，第一加热液循环管(32)一端与加热液出口(116)连通，另一端与第一冷却液入口(113)连通。3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池客车用动力系统，其特征在于：所述燃料电池模组(2)上设置有第二冷却液入口(24)和第二冷却液出口(25)，热循环装置(3)还包括第二冷却液循环管(33)和第二加热液循环管(34)，第二冷却液循环管(33)一端与第二冷却液出口(25)连通，另一端与第一冷却液循环管(31)连通，第二加热液循环管(34)一端与第一加热液循环管(32)连通，另一端与第二冷却液入口(24)连通。4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池客车用动力系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，施忠贵，张洋，孟洪亮，徐小龙，
申请(专利权)人：嘉寓氢能源科技辽宁有限公司，
类型：发明
国别省市：