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原文传递车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统

专利名称：	车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统
摘要：	本发明公开了一种车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，包括车载制氢系统、燃料电池系统、转换模块、驱动系统、动力电池组、和整车控制系统，车载制氢系统依据铝水反应制氢，燃料电池系统接收氢气并将氢能转化为电能，并通过转换模块输送至驱动系统，驱动系统驱动车辆行驶；动力电池组向驱动系统输出电能并存储燃料电池系统的电能，整车控制系统分配燃料电池系统与动力电池组的功率输出，保证汽车在行驶过程于各种工况下可正常运行。本发明采用铝水反应制氢，代替高压储氢罐，安全可靠效率高，可脱离加氢站工作，且使用整车控制系统可快速响应重负荷情况下功率的分配，在轻负荷时存储多于能量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东宏远氢能动力装备制造有限公司
发明人：	吴倩;叶联忠;武强;吴婉怡
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910479110.3
公开号：	CN110116640A
代理机构：	广州三环专利商标代理有限公司
代理人：	张艳美;龙莉苹
分类号：	B60L50/75(2019.01);B;B60;B60L;B60L50
申请人地址：	523000 广东省东莞市松山湖园区学府路1号6栋509室
主权项：	1.一种车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：包括：车载制氢系统，所述车载制氢系统包括铝水反应箱、储水容器、干燥纯化系统和稳流系统，所述储水容器通过水管向铝水反应箱供水，所述铝水反应箱依据铝水反应制氢并将制得的氢气经过干燥纯化系统进行干燥过滤后输送至稳流系统，稳流系统包括低压储氢罐和氢气泵，所述氢气泵接所述干燥纯化系统并将干燥过滤后的氢气加速输送至低压氢气罐中存储，所述低压氢气罐还设有氢气出口以输出氢气；燃料电池系统，接收所述车载制氢系统输出的氢气并将氢能转化为电能输出；动力电池组，存储所述燃料电池系统的电能并输出电能；转换模块，将所述燃料电池系统和动力电池组的电能转换为与动力总线电压匹配的输出电压；驱动系统，包括驱动电机，依据所述输出电压进行驱动车辆行驶；整车控制系统，检测所述驱动系统的驱动功率和燃料电池系统的输出功率，并依据驱动功率和输出功率的大小控制所述转换模块动作以分配燃料电池系统与动力电池组的功率输出。 2.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述转换模块还将所述燃料电池系统的电能转换为所述动力电池组的充电电压，所述整车控制系统依据驱动功率和输出功率的大小控制所述转换模块动作，以控制所述动力电池组向所述驱动系统供电或从所述燃料电池系统充电。 3.如权利要求2所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述转换模块包括DC/DC控制器、双向DC/DC转换器和电能变换器，所述电能变换器的一端接所述燃料电池系统的电能，另一端接所述驱动系统，并将所述燃料电池系统的电能转换为与动力总线电压匹配的输出电压；所述双向DC/DC转换器的一端接所述电能变换器，另一端接所述动力电池组，所述DC/DC控制器接所述双向DC/DC转换器以控制所述双向DC/DC转换器的转换方向，从而实现所述动力电池组相对于电能变换器的充放电，所述电能变换器将所述燃料电池系统的电能耦合至所述双向DC/DC转换器的接收端，并将所述双向DC/DC转换器的输出端耦合至所述驱动系统，所述整车控制系统依据驱动功率和输出功率的大小控制所述DC/DC控制器动作，以调整所述双向DC/DC转换器的转换方向。 4.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述整车控制系统依据所述驱动功率控制所述铝水反应箱的进水速率以调节车载制氢系统的制氢速率。 5.如权利要求4所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述储水容器和铝水反应箱之间设置有进水调节机构，所述整车控制系统控制所述进水调节机构以控制所述铝水反应箱的进水速率，从而调节所述车载制氢系统的制氢速率。 6.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述燃料电池系统包括燃料电池堆、燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水热管理系统及电池控制器，所述燃料供给与循环系统包括设于所述车载制氢系统的氢气出口和所述燃料电池堆的阳极之间的供氢路线和设于所述供氢路线上的氢气循环泵，所述氧化剂供给系统包括设于空气入口和所述燃料电池堆的阴极之间的空气管路和设于所述空气管路上的空气压缩机，所述水热管理系统包括水管路、散热储水容器、散热风扇、温度探头和循环水泵，所述散热储水容器通过所述水管路接所述燃料电池堆的冷却管道的两端以对所述冷却管道进行供水，所述循环水泵接所述水管路以控制所述水管路中的水流，所述散热风扇设于所述燃料电池堆的侧方，所述温度探头检测所述燃料电池堆的温度，所述电池控制器依据所述燃料电池堆的温度控制所述循环水泵和散热风扇的功率。 7.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述车载制氢系统还包括设于所述低压氢气罐和燃料电池系统之间的质量流量计和电控气阀，所述质量流量计检测低压氢气罐和燃料电池系统之间氢气管的氢气流量，所述电控气阀设于所述氢气管上并控制所述氢气管的开闭，所述整车控制系统接收所述质量流量计检测到的氢气流量并控制所述电控气阀动作。 8.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述储水容器包括水箱和液体加热缓存罐，所述水箱储水，所述液体加热缓存罐将水加热至第一预设温度并对所述铝水反应箱供水。 9.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述车载制氢系统还包括压力计和电控水阀，所述电控水阀安装于所述铝水反应箱的进水口上并控制所述铝水反应箱的进水，所述压力计安装于所述铝水反应箱内并检测所述铝水反应箱内的压强，所述整车控制系统获取所述压力计检测的压强，在所述压强超出第一预设压强时打开所述氢气泵且关闭电控水阀，在所述压强小于等于常压时关闭所述氢气泵且打开所述电控水阀，所述第一预设压强大于常压。 10.如权利要求9所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述干燥纯化系统包括换热器，所述换热器的冷却水管入口接冷却水，冷却水管入口接所述铝水反应箱的进水口以对铝水反应箱供水。 11.如权利要求1所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述干燥纯化系统包括依次接于所述铝水反应箱氢气出口和氢气泵之间的第一换热器、第二换热器、气液分离器、第三换热器、冷冻干燥器和活性炭吸附装置。 12.如权利要求11所述的车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统，其特征在于：所述干燥纯化系统还包括与所述第二换热器相连的膨胀壶、离心泵和管带式风冷器，所述膨胀壶和管带式风冷器并联后接于所述第二换热器的冷却水管道两端之间，并将冷却水管道输出的冷却水分别进行膨胀冷却和风冷后输送回所述冷却水管道，所述离心泵安装于所述冷却水管道的入口或出口，并对所述冷却水提供动力。 13.如权利要求12所述的车载铝水反应制氢系统，其特征在于：所述干燥纯化系统还包括温度传感器，所述温度传感器检测所述第二换热器的出气口处的流体温度，并在温度超出第二预设温度值时打开离心泵和管带式风冷器。 14.如权利要求1所述的车载铝水反应制氢系统，其特征在于：所述铝水反应箱呈方块型。
所属类别：	发明专利