一种燃料电池发动机系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池发动机系统，包括电堆子系统、空气子系统、氢气子系统以及冷却子系统；该电堆子系统包括反应堆以及固定于反应堆两端的两个端板；该氢气子系统前处理模块以及氢气喷射器均固定于其中一该端板上；该空气子系统空压机设于两端板之间区域，且固定于该反应堆的一侧面上，并通过配气管路导通至该端板上；该中冷器设于该配气管路上。氢气子系统和空气子系统分别固定于反应堆的端板和侧面上，实现了二者L字型的布局，管路结构简化：同时将氢气前处理器和喷射泵等直接集成于端盖，实现内部流道设计，减小了外部管道；侧面预留出空压机以及中冷器的布局空间，解决了现有燃料电池动力系统分散布置，整车装配困难，整车维护不便的问题。不便的问题。不便的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池发动机系统


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体的涉及一种集成布局的燃料电池发动机系统。

技术介绍

[0002]动力系统开发是燃料电池研发的核心内容之一。燃料电池汽车动力系统包括燃料电池发动机子系统、电驱动子系统、能量转换及能量管理子系统、以及相应的辅助系统等。就燃料电池汽车动力系统开发而言，系统庞大但各子系统集成很低，整个动力系统集成度更是非常低。
[0003]目前燃料电池整车设计针对燃料电池动力系统都是采用分散布置，并采用支架固定的方式固定零部件，这对燃料电池汽车产业化来讲并不合理。主要存在两方面的问题，第一，无法满足整车装配技术要求；第二，无法满足整车可维护性要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种燃料电池发动机系统，以解决现有燃料电池动力系统分散布置，整车装配困难，整车维护不便的问题。
[0005]具体方案如下：一种燃料电池发动机系统，包括电堆子系统、空气子系统、氢气子系统以及冷却子系统；该电堆子系统包括反应堆以及固定于反应堆两端的两个端板；
[0006]该氢气子系统包括依次导通的前处理模块以及氢气喷射器，该前处理模块以及氢气喷射器均固定于其中一该端板上；
[0007]该空气子系统包括依次导通的空压机以及中冷器；该空压机设于两端板之间区域，且固定于该反应堆的一侧面上，并通过配气管路导通至该端板上；该中冷器设于该配气管路上。
[0008]本专利技术的进一步技术方案为：定义固定该前处理模块和氢气喷射器的端板为前端板，另一端板为后端板；则两端板分别设于该反应堆的前后两侧，该空压机设于该反应堆的下侧位置；
[0009]该配气管路导通至该前端板，且该配气管路以及该氢气喷射器，分别通过一前端板内侧流道导通至该电堆内。
[0010]本专利技术的进一步技术方案为：该前端板上还设有一导通至该反应堆歧口的出堆排气管，该出堆排气管上设有一出堆节气门；
[0011]该中冷器出口端连接有一空气三通阀，该空气三通阀还并行导通至该前端板的空气内侧流道以及该出堆节气门。
[0012]本专利技术的进一步技术方案为：还包括一空气子系统安装板，该空气子系统安装板设于该反应堆的下侧面上，且两端与该前端板和后端板固定连接；该空压机、中冷器均固定于该空气子系统安装板上。
[0013]本专利技术的进一步技术方案为：该氢气喷射器包括多个依次串联的电磁阀，最后一
级电磁阀出口端通过一安全阀管路导通至该前端板的氢气注入内侧流道。
[0014]本专利技术的进一步技术方案为：还包括温度传感器以及压力传感器，该温度传感器和压力传感器设于该安全阀与该前端板之间的管路上。
[0015]本专利技术的进一步技术方案为：还包括氢气回流管路：
[0016]该氢气回流管路包括依次连通的分水器、氢气循环泵以及氢气回流管，该分水器连通于该前端板上的氢气排出内侧流道，该氢气回流管路连通至该前端板的氢气注入内侧流道。
[0017]本专利技术的进一步技术方案为：该冷却子系统包括冷却循环泵，该冷却循环泵固定于该反应堆的下侧位置，且通过循环管路导通至该反应堆的前端板；
[0018]该循环管路上串接有一冷却三通管，并通过该冷却三通管与车辆的散热器冷却液相导通。
[0019]本专利技术的进一步技术方案为：还包括控制集成器，该控制集成器固定于该反应堆的上侧面；该反应堆的左右两侧面，分别固定有冷却子系统的循环泵控制器以及CVM检修板。
[0020]本专利技术的进一步技术方案为：该电堆子系统包括两组上下堆叠的子反应堆；对应的，该前处理包括内设有一氢气分流道，该配气管路连通有一配气模块，以对应导通至两该子反应堆。
[0021]有益效果：本专利技术的燃料电池发动机系统，包括电堆子系统、空气子系统、氢气子系统以及冷却子系统；该电堆子系统包括反应堆以及固定于反应堆两端的两个端板；该氢气子系统前处理模块以及氢气喷射器均固定于其中一该端板上；该空气子系统空压机设于两端板之间区域，且固定于该反应堆的一侧面上，并通过配气管路导通至该端板上；该中冷器设于该配气管路上。氢气子系统和空气子系统分别固定于反应堆的端板和侧面上，实现了二者L字型的布局，管路结构简化：同时将氢气前处理器和喷射泵等直接集成于端盖，实现内部流道设计，减小了外部管道；侧面预留出空压机以及中冷器的布局空间，解决了现有燃料电池动力系统分散布置，整车装配困难，整车维护不便的问题。
附图说明
[0022]图1示出了本专利技术燃料电池发动机系统正视图；
[0023]图2示出了图1的仰视图；
[0024]图3示出了图1的右视图；
具体实施方式
[0025]为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0026]现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。
[0027]结合图1至图3所示，该实施例提供了一种燃料电池发动机系统，该燃料电池发动机系统包括电堆子系统、空气子系统、氢气子系统以及冷却子系统。
[0028]其中，该电堆子系统包括反应堆以及固定于反应堆两端的两个端板；该实施例中，反应堆是由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成的反应结构。双极板与膜电极MEA交替叠合，各单体之间嵌入密封件，而后经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成该实施例中燃料电池电堆子系统。
[0029]该实施例中，该氢气子系统包括依次导通的高压气瓶(图中未示出，独立设置于车架上)、前处理模块4以及氢气喷射器。在该实施例中，为实现氢气管路的内置集成，最小化减小氢气管路外露，该前处理模块4以及氢气喷射器均固定于其中一该端板上；其中，定义固定该前处理模块4和氢气喷射器的端板为前端板，另一端板为后端板，该电堆子系统由后端板朝向前端板方向为向前方向，即两端板分别设于该反应堆的前后两侧位置。
[0030]该实施例供氢原理为：
[0031]高压氢气由氢瓶前处理模块4内的减压阀减压后输送至氢气喷射器，在该实施例中，该氢气喷射器包括多个依次串联的电磁阀，最后一级电磁阀出口端通过一安全阀管路导通至该前端板的氢气注入内侧流道。
[0032]氢气喷射器由5个电磁阀组成，通过控制5个电磁阀的开启频次来控制氢气进堆的流量与压力，该种喷射方式，控制简单，控制精度高，且使用寿命长且维护成本低。通过喷射器后的氢气通入安全阀，安全阀开启压力为310kpa，若待氢喷失控，气体压力≥310kpa后，安全阀开启，气体由安全阀排出至尾排，起到保护电堆的作用，正常情况下，安全阀不工作，氢气直接再经过温度、压力传感器实时检测后，通过前端板内侧流道进入电堆。即在该实施例中，还包括温度传感器以及压力传感器，该温度传感器和压力传感器设于该安全阀与该前端板之间的管路上。该种结构设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池发动机系统，包括电堆子系统、空气子系统、氢气子系统以及冷却子系统；其特征在于：该电堆子系统包括反应堆以及固定于反应堆两端的两个端板；该氢气子系统包括依次导通的前处理模块以及氢气喷射器，该前处理模块以及氢气喷射器均固定于其中一该端板上；该空气子系统包括依次导通的空压机以及中冷器；该空压机设于两端板之间区域，且固定于该反应堆的一侧面上，并通过配气管路导通至该端板上；该中冷器设于该配气管路上。2.根据权利要求1所述的燃料电池发动机系统，其特征在于：定义固定该前处理模块和氢气喷射器的端板为前端板，另一端板为后端板；则两端板分别设于该反应堆的前后两侧，该空压机设于该反应堆的下侧位置；该配气管路导通至该前端板，且该配气管路以及该氢气喷射器，分别通过一前端板内侧流道导通至该反应堆内。3.根据权利要求2所述的燃料电池发动机系统，其特征在于：该前端板上还设有一导通至该反应堆歧口的出堆排气管，该出堆排气管上设有一出堆节气门；该中冷器出口端连接有一空气三通阀，该空气三通阀还并行导通至该前端板的空气内侧流道以及该出堆节气门。4.根据权利要求2所述的燃料电池发动机系统，其特征在于：还包括一空气子系统安装板，该空气子系统安装板设于该反应堆的下侧面上，且两端与该前端板和后端板固定连接；该空压机、中冷器均固定于该空气子系统安装板上。5.根据权利要求2所述的燃料电池发动机系统，其特征在于：该氢气喷射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱维，郝禹明，谢佳平，
申请(专利权)人：海卓动力青岛能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：