[实用新型]一种加压燃料电池-内燃机混合动力系统

说明书

本实用新型提出一种加压燃料电池‑内燃机混合动力系统，该混合动力系统重整器输入端分别与水加热器和燃料加热器连接，重整器输出端与燃料电池阳极通道连接，燃料电池阴极通道与空气加热器空气输出端连接，内燃机尾气输出端分别与水加热器、燃料加热器和空气加热器热源输入端连接，燃料电池阴、阳极通道输出端与内燃机连接；当燃料为柴油时，燃料泵旁路输出端与内燃机燃料输入端直接连接，当燃料为汽油时，燃料泵旁路输出端与燃料电池的阴、阳极通道输出端耦合后与内燃机输入端连接。解决了传统内燃机效率低、排放高的问题。本实用新型将燃料电池和内燃机结合起来，使发电功率和推进功率可以在大范围内调节，能够实现70％以上的燃料效率。

技术领域

本实用新型涉及一种加压燃料电池-内燃机混合动力系统，属于节能与新能源汽车技术领域。

背景技术

随着我国节能、减排政策的不断加严，同时世界各国和各车企停止销售传统燃油车计划的陆续出台，发展节能与新能源汽车已经成为必然的发展趋势。但是传统内燃机汽车能耗高、排放高，现有提高效率和控制排放的技术又遇到了很大瓶颈，很难进一步取得较大突破，而纯电动汽车成本高、有效载荷低。所以，发展混合动力汽车成为近年来的主流选择之一。

燃料电池燃气轮机混合动力系统是用燃料电池取代传统燃气轮机的燃烧室，燃料电池作为高效的发电装置；并且可以在燃料电池后面加上燃烧室，这样燃料电池未利用的燃料可以在燃烧室中燃烧利用，最后燃气在涡轮中膨胀做功。燃料电池燃气轮机混合动力系统效率可达60％以上，污染物排放低；但是变工况性能差，启动时间长，不太适应于需要频繁变工况和快速启动的汽车领域。

加压燃料电池-内燃机混合动力系统效率可达70％以上，污染物排放很低，具有燃料电池燃气轮机混合动力系统效率高、排放低的特点，同时由于加压燃料电池-内燃机混合动力系统中设计了燃料旁路及燃料旁路中两条燃料流路，使得加压燃料电池-内燃机混合动力系统很好地克服了燃料电池燃气轮机混合动力系统变工况性能差、启动时间长的缺点。而且加压燃料电池-内燃机混合动力系统可以对发电功率和推进功率的大范围调节，不同于传统内燃机只能使用一种燃料，而是能够使用柴油或汽油两种燃料，所以加压燃料电池-内燃机混合动力系统具有更好的适应性。

实用新型内容

本实用新型针对传统内燃机效率低、排放高的问题，提出一种加压燃料电池-内燃机混合动力系统，将燃料电池和内燃机结合起来，使发电功率和推进功率可以在大范围内调节，能够实现70％以上的燃料效率。

本实用新型提出一种加压燃料电池-内燃机混合动力系统包括水箱、燃料罐、水泵、燃料泵、水加热器、燃料加热器、空气加热器、重整器、燃料电池和内燃机；所述水箱、水泵和水加热器依次连接，所述燃料罐、燃料泵和燃料加热器依次连接，所述重整器的气态水输入端与水加热器的气态水输出端连接，所述重整器的燃料输入端与燃料加热器的燃料输出端连接，所述重整器的重整气输出端与燃料电池的阳极通道输入端连接，所述空气加热器的空气输入端与内燃机的高压空气输出端连接，所述燃料电池的阴极通道输入端与空气加热器的高压高温空气输出端连接，所述内燃机的做功工质输出端分别与水加热器、燃料加热器和空气加热器的热源输入端连接，所述燃料电池的阴、阳极通道输出端与内燃机的做功工质输入端连接，所述内燃机的空气输入端通入空气；

当燃料为柴油时，所述燃料泵的燃料输出端与内燃机的燃料输入端直接连接，当燃料为汽油时，所述燃料泵的燃料输出端与燃料电池的阴、阳极通道输出端耦合后共同与内燃机的做功工质输入端连接。

优选地，所述燃料泵的燃料输出端分出两条支路，第一条支路与内燃机的燃料输入端连接，第二条支路与燃料电池的阴、阳极通道输出端合并与内燃机的做功工质输入端连接。

优选地，当燃料为柴油时，第一条支路开启，第二条支路关闭，内燃机无需点火，柴油喷入内燃机后即能自行燃烧；当燃料为汽油时，第一条支路关闭，第二条支路开启，汽油喷入内燃机后需点火方能燃烧。