[实用新型]一种基于燃料电池的机车牵引动力系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种燃料电池，尤其是涉及一种基于燃料电池的机车牵引动力系统。

背景技术

随着环境的不断恶化以及能源危机的加剧，能源研究者们将目光聚焦于新能源技术的研发上。燃料电池技术作为一种无污染、效率高，低噪音的新能源符合未来工业发展的趋势。燃料电池是一种将外部供应的燃料和氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应物的发电装置。目前的燃料电池应用到机车牵引动力系统存在如下问题：无法利用燃料电池集成系统为机车牵引电机提供动力。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于燃料电池的机车牵引动力系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于燃料电池的机车牵引动力系统，包括电堆、燃料氢气供给模块、燃料空气供给模块和水循环模块，所述的燃料氢气供给模块与电堆的燃料电池氢气入口连通，所述的燃料空气供给模块与电堆的燃料电池空气入口连通，所述的水循环模块与燃料电池冷却管路连通，其特征在于所述的燃料氢气供给模块包括储氢装置、减压阀、第一过滤器、压力开关和第一电磁阀；储氢装置通过氢气供给管道与燃料电池氢气入口连通，减压阀、第一过滤器、压力开关和第一电磁阀依次设置在氢气供给管道上，储氢装置内的氢气分别通过减压阀、第一过滤器、压力开关和第一电磁阀进入到电堆内。

靠近储氢装置的氢气供给管道上设置有泄气管路，所述的泄气管路包括第一分支管路，所述的第一分支管路上设置有手动阀门，所述的第一过滤器与压力开关之间的氢气供给管道上设置有气压恒定装置，所述的气压恒定装置能使氢气供给管道内的氢气保持恒定，所述的气压恒定装置包括第二分支管路、第二电磁阀和安全阀，所述的第二电磁阀设置在第二分支管路上，所述的安全阀跨接在第二电磁阀两端。

第一分支管路与减压阀之间设置有第一压力表，减压阀与第一过滤器之间设置有第二压力表，第一过滤器与气压恒定装置之间设置有第三压力表，气压恒定装置与所述的压力开关之间设置有压力传感器，所述的压力传感器将氢气供给管道中的压力数据传送到动力控制系统。

燃料空气供给模块包括第二过滤器、质量流量计和空气压缩机，空气供给管路与燃料电池空气入口连通，第二过滤器、质量流量计和空气压缩机依次设置在空气供给管道上，空气分别通过第二过滤器、质量流量计和空气压缩机进入到电堆内。

水循环模块包括去离子水容器、第一水泵、液体流量计和第一散热器，去离子水容器通过进水管道与燃料电池冷却管路的入口连通，燃料电池冷却管路的出口通过回水管道与去离子水容器连通，回水管道上依次设置有第一水泵、液体流量计和第一散热器，去离子水容器内的去离子水通过进水管道进入到燃料电池冷却管路内，燃料电池冷却管路内的去离子水依次经过第一水泵、液体流量计和第一散热器回到去离子水容器内。

靠近燃料电池冷却管路入口的进水管道上设置有温度传感器和压力传感器。

水循环模块还包括燃料电池冷凝器和氢气控制器，所述的去离子水容器与燃料电池冷凝器的入口连通，去离子水容器通过节流阀与氢气控制器的入口连通，燃料电池冷凝器的出口与氢气控制器的出口连通并与第二水泵连通，第二水泵通过第二散热器与氢气控制器的入口连通，燃料电池冷凝器和氢气控制器流出的去离子水在第二水泵的作用下流经第二散热器，第二散热器出来的去离子水可重复进入到燃料电池冷凝器和氢气控制器内。

所述的压力开关包括机械式压力开关和具有报警和检测功能的电子式压力开关。

与现有技术相比，本实用新型的优点是本系统可通过调节空气供给流量来实时改变系统总输出功率，实现调控牵引电机转速从而控制机车的速度，实现了燃料电池与动力系统的集成以及高度自动化运行。机车牵引电机消耗燃料电池堆输出总功率的83%左右，能源使用效率比较高，应用氢燃料电池到机车牵引动力系统，可减少温室气体的排放总量、可减少运输线路周围环境污染、可降低铁路运输对石油燃料的依赖。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。