CN210027064U - 一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车 - Google Patents

一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车 Download PDF

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俞强
江海
宗春燕
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Abstract

本实用新型公开了一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，包括：固体氢氢气发生装置；与所述固体氢氢气发生装置相连通的燃料电池***；与所述燃料电池***电连接的DC/DC转换器；以及与所述DC/DC转换器电连接的动力蓄电池***及电机；其中，所述固体氢氢气发生装置内存储有固体氢，所述固体氢与水反应生成高纯度气态氢供给给所述燃料电池***。本实用新型具有采用动力电池***和以固体氢为供氢原料的燃料电池***混联作为整车动力***，能满足整车各种工况需求，完美解决了纯电动汽车的里程焦虑，以固体氢作为燃料电池***的供氢来源，安全高效，固体氢相对于液态氢和高压气氢，储氢率更高，也可节省不少整车空间，进而减少整车成本的有益效果。

Description

一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车
技术领域
本实用新型涉及燃料汽车技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车。
背景技术
汽车是人们日常出行常用的交通工具，为出行提供了很大的便利性和灵活性。现有汽车大多是以汽油或柴油为主要燃料的内燃机汽车，在汽车产业快速发展和扩张的过程中却也伴随能源危机和环境污染的问题。为解决能源和环境问题，世界范围内的各汽车厂商均在大力开展新能源汽车技术研究，新能源汽车研究主要的两个方向为纯电动车和燃料电池汽车。纯电动汽车是以车载电源为动力的汽车，以电能为能源，具有污染小、噪声低等优点，但在实际应用场景下，也有续航里程短、充电时间长等严重缺点。燃料电池汽车是使用燃料电池作为能源的汽车，不仅具有无污染、噪声低、效率高等优点，也解决了纯电动汽车续航短、充电时间长的问题，氢气作为燃料电池的主要燃料，却也存在储存困难、运输不安全等问题。本专利将提供一种基于固体氢的插电式氢燃料电池汽车解决上述问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其采用动力电池***和以固体氢为供氢原料的燃料电池***混联作为整车动力***，能满足整车各种工况需求，完美解决了纯电动汽车的里程焦虑，以固体氢作为燃料电池***的供氢来源，安全高效，固体氢相对于液态氢和高压气氢，储氢率更高，也可节省不少整车空间，进而减少整车成本。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，包括：固体氢氢气发生装置；
与所述固体氢氢气发生装置相连通的燃料电池***；
与所述燃料电池***电连接的DC/DC转换器；以及
与所述DC/DC转换器电连接的动力蓄电池***及电机；
其中，所述固体氢氢气发生装置内存储有固体氢，所述固体氢与水反应生成高纯度气态氢供给给所述燃料电池***。
优选的是，所述固体氢氢气发生装置连通有水箱，所述水箱还与所述燃料电池***相连通。
优选的是，所述固体氢氢气发生装置与所述水箱之间设有水泵。
优选的是，还包括：控制部，其包括：整车控制器，
与所述整车控制器电连接的氢气发生装置控制器、燃料电池控制器、DC/DC转换器控制器、电机控制器及电池管理***。
优选的是，所述氢气发生装置控制器与所述固体氢氢气发生装置和所述水泵电连接；
所述燃料电池控制器与所述燃料电池***电连接；
所述DC/DC转换器控制器与所述DC/DC转换器电连接；
所述电机控制器设于所述DC/DC转换器与所述电机之间；
所述电池管理***与所述动力蓄电池***电连接。
优选的是，所述动力蓄电池***还电连接有充电***。
优选的是，所述固体氢发生氢气发生装置至少设有1个，且其依次并联连通。
优选的是，所述燃料电池***至少包含有1个燃料电池电堆，所述燃料电池电堆依次串联连接。
本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型提供了一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其采用动力电池***和以固体氢为供氢原料的燃料电池***混联作为整车动力***，能满足整车各种工况需求，完美解决了纯电动汽车的里程焦虑，以固体氢作为燃料电池***的供氢来源，安全高效，固体氢相对于液态氢和高压气氢，储氢率更高，也可节省不少整车空间，进而减少整车成本。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车的结构简图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
作为本实用新型一具体实施方式，参考图1，本实用新型提供了一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其包括：固体氢氢气发生装置11；
与所述固体氢氢气发生装置11相连通的燃料电池***12；
与所述燃料电池***12电连接的DC/DC转换器13；以及
与所述DC/DC转换器13电连接的动力蓄电池***14及电机15；
其中，所述固体氢氢气发生装置11内存储有固体氢，所述固体氢与水反应生成高纯度气态氢供给给所述燃料电池***12。
进一步，所述固体氢氢气发生装置11连通有水箱16，所述水箱16还与所述燃料电池***12相连通，所述水箱16内存储有水，所述燃料电池***12内反应生成的水回流至所述水箱16内循环使用。
所述固体氢氢气发生装置11与所述水箱16之间设有水泵17，所述水泵17从所述水箱16吸入水注入所述固体氢氢气发生装置11。
在所述固体氢氢气发生装置11，所供给的水和固体氢进行化学式XH2+2H2O→X(OH)2+2H2或XH3+3H2O→X(OH)3+3H2所表示的反应，由此产生氢气，其中，X为可与水进行反应的活性金属，如镁、铝等，活性金属氢化物在特定的压力值及温度值下即可发生剧烈的化学反应产生氢气。
在所述燃料电池***12中，所供给的氢气和空气进行化学式H2＝＝2H++2e-和2H++1/2O2+2e-＝＝H2O所表示的反应，由此产生水和电能，所产生的的水回流至所述水箱内循环利用，所产生的电能供给给所述电机16进行工作或对所述动力蓄电池***14进行充电。
进一步，还包括：控制部18，其包括：整车控制器181，其收集整车工况参数和动力需求，协同各控制器工作；以及与所述整车控制器181电连接的氢气发生装置控制器182、燃料电池控制器183、DC/DC转换器控制器184、电机控制器185及电池管理***186。
所述氢气发生装置控制器182与所述固体氢氢气发生装置11和所述水泵17电连接，所述氢气发生装置控制器182根据整车工况和动力需求控制所述固体氢氢气发生装置11反应速率和所述水泵17吸水量；所述燃料电池控制器183与所述燃料电池***12电连接，所述燃料电池控制器183根据整车工况和动力需求控制燃料电池反应速率；所述DC/DC转换器控制器184与所述DC/DC转换器13电连接，所述DC/DC转换器13将所述燃料电池***12和所述动力蓄电池***14发出的电进行电压转换后供给所述电机15，所述DC/DC转换器控制器184根据整车工况控制所述DC/DC转换器13工作；所述电机控制器185设于所述DC/DC转换器13与所述电机15之间，所述电机控制器185根据整车工况和动力需求控制所述电机15工作；所述电池管理***186与所述动力蓄电池***14电连接，所述电池管理***186进行电池能量管理。
进一步，所述动力蓄电池***14还电连接有充电***19，所述充电***19在动力蓄电池电量不足时连接外接电源进行充电。
进一步，所述固体氢发生氢气发生装置11至少设有1个，且其依次并联连通。所述燃料电池***12至少包含有1个燃料电池电堆，所述燃料电池电堆依次串联连接。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，包括：固体氢氢气发生装置(11)；
与固体氢氢气发生装置(11)相连通的燃料电池***(12)；
与燃料电池***(12)电连接的DC/DC转换器(13)；以及
与DC/DC转换器(13)电连接的动力蓄电池***(14)及电机(15)；
其中，固体氢氢气发生装置(11)内存储有固体氢，所述固体氢与水反应生成高纯度气态氢供给给燃料电池***(12)。
2.如权利要求1所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，固体氢氢气发生装置(11)连通有水箱(16)，水箱(16)还与燃料电池***(12)相连通。
3.如权利要求2所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，固体氢氢气发生装置(11)与水箱(16)之间设有水泵(17)。
4.如权利要求1所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，还包括：控制部(18)，其包括：整车控制器(181)，
与整车控制器(181)电连接的氢气发生装置控制器(182)、燃料电池控制器(183)、DC/DC转换器控制器(184)、电机控制器(185)及电池管理***(186)。
5.如权利要求4所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，氢气发生装置控制器(182)与固体氢氢气发生装置(11)和水泵(17)电连接；
燃料电池控制器(183)与燃料电池***(12)电连接；
DC/DC转换器控制器(184)与DC/DC转换器(13)电连接；
电机控制器(185)设于DC/DC转换器(13)与电机(15)之间；
电池管理***(186)与动力蓄电池***(14)电连接。
6.如权利要求1所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，动力蓄电池***(14)还电连接有充电***(19)。
7.如权利要求1所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，固体氢发生氢气发生装置(11)至少设有1个，且其依次并联连通。
8.如权利要求1所述的基于固体氢技术的插电式氢燃料电池汽车，其特征在于，燃料电池***(12)至少包含有1个燃料电池电堆，所述燃料电池电堆依次串联连接。
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