[发明专利]多功能燃料电池汽车系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池技术，更具体地说，是一种多功能燃料电池汽车系统。

背景技术

21世纪人类面临着严峻的能源和环境挑战，清洁能源的推广是实现节能减排、保护环境和降低碳排放的必然趋势。由于燃料电池具有高效率、零排放、低噪音等诸多优点，成为了全球各国政府、企业和科研院所的研发重点，并取得了显著的成就。现阶段，燃料电池能源系统已经被成功应用于汽车发动机、通信备用电源、分布式发电站等领域，尤其是作为车用发动机，已经在世界各国进行了大规模的示范运行，燃料电池汽车被广泛认为是未来汽车的发展趋势。

通信行业等领域现有的应急发电车以柴油机等内燃发电机为主。尽管这些系统技术成熟，且应用广泛，但面临着内燃机发电装置能量转换效率低、噪声大、尾气污染严重、依赖于石油等化石燃料等问题，和节能减排、低碳等社会发展方向的矛盾日益突出：提高其能量密度、功率密度、供电时间、使用寿命，降低其维护成本、重量和对环境的影响，已经成为了不得不面对的问题。燃料电池技术的应用是解决现有问题的一种可选途径，然而目前并没有将燃料电池应用于应急发电车的成熟案例，因此有必要结合目前已经相对成熟的燃料电池汽车应用技术，设计出一种有效的燃料电池发电系统。

发明内容

由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种多功能燃料电池系统，其可有效解决现有技术存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提出一种多功能燃料电池汽车系统，其包括供能单元、用于汽车运行控制的汽车驱动单元、输出交流电供用电设备使用的应急发电单元和提供人机接口的系统控制单元，所述供能单元分别与所述汽车驱动单元、系统控制单元和应急发电单元连接为其提供电能，且该供能单元包括依次连接的储氢单元、燃料电池系统、DC/DC变换器和辅助供能装置；所述系统控制单元分别与所述供能单元、汽车驱动单元和应急发电单元连接对其进行协调控制。

作为本发明的进一步特征，所述储氢单元中设有加氢接口、高压储氢罐、高压减压阀、中压减压阀、温度传感器和氢气浓度传感器。

作为本发明的进一步特征，所述燃料电池系统包括氢气供应系统、空气供应系统和水循环冷却系统。

作为本发明的进一步特征，所述汽车驱动单元包括依次连接的电机控制器、电机和汽车传动装置。

作为本发明的进一步特征，所述应急发电单元包括依次连接的DC/AC逆变器、配电系统和用电接口。

作为本发明的进一步特征，所述电机控制器和DC/AC逆变器集成为逆变单元。

作为本发明的进一步特征，所述辅助供能装置为锂电池或超级电容或蓄电池。

由于采用以上技术方案，本发明的多功能燃料电池汽车系统，其以燃料电池作为主要动力源，清洁高效；可以分别作为汽车驱动系统和应急发电系统独立使用，适用于多种应用场合；多个用电单元共享同一个供能单元，使系统整体结构紧凑、性能最优化

附图说明

图1为本发明的一实施例的结构框图

图2为本发明的另一实施例的结构框图

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明提出一种多功能燃料电池汽车系统，其包括供能单元1、用于汽车运行控制的汽车驱动单元3、输出交流电供用电设备使用的应急发电单元4和提供人机接口的系统控制单元2，供能单元1分别与汽车驱动单元3、系统控制单元2和应急发电单元4连接为其提供电能，且该供能单元1包括依次连接的储氢单元5、燃料电池系统6、DC/DC变换器7和辅助供能装置，该辅助供能系统可为超级电容、蓄电池或锂电池等其他辅助供能方式，本实施例中为锂电池8；系统控制单元2分别与供能单元1、汽车驱动单元3和应急发电单元4连接对其进行协调控制。

本发明的储氢单元5存储氢气，在系统运行时为燃料电池系统6提供氢燃料，储氢单元5内配备有加氢接口、高压储氢罐、高压减压阀、中压减压阀、温度传感器、氢气浓度传感器等；燃料电池系统6作为系统运行的能量源，是整个系统的核心，由氢气供应系统、空气供应系统、水循环冷却系统等构成，在系统运行时，燃料电池系统6内的氢气和氧气发生电化学反应，对外输出直流电能；DC/DC变换器7将燃料电池系统6输出的直流电能转换为稳定的、符合系统特定要求的直流电，并输出至公共母线端，供汽车驱动单元3和应急发电单元4使用；锂电池8作为辅助供电单元，其输出端并联至公共母线端，在燃料电池系统6未启动前为系统控制单元2提供电能。