[实用新型]特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置及车辆

说明书

本实用新型提供了一种特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置及车辆，包括：氢燃料电堆、锂离子电容器模组和氢气瓶；所述氢气瓶通过第一减压阀与进气口连接，以及通过电磁阀和第二减压阀与氢燃料电堆连接；所述氢燃料电堆与所述锂离子电容器模组通过第一DC/DC电源模块依次连接继电器以及输出端口输出电能至特种车辆；所述锂离子电容器模组输出电能至特种车辆以及所述特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置中的各用电部件。采用氢燃料电堆与锂离子电容器复合，采用锂离子电容器，兼顾高功率和高比能特性，在保证满足特种车辆在瞬时启动要求的前提下，也能够为复合储能装置中的能耗功能器件供电。

技术领域

本实用新型涉及特种车辆领域，具体地，涉及一种特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置及车辆。

背景技术

氢燃料电池特种车辆是一种以氢燃料为主动力的零排放新能源电动特种车辆，具有环保、经济、实用等特点。燃料电池动力系统可直接替代铅酸电池动力模块，作为特种车辆动力源，原有特种车辆不需任何改动。因此燃料电池动力系统不仅可用于新特种车辆，也可替代在用特种车辆铅酸电池动力源的更换。

尽管燃料电池能量密度高，但由于液体燃料电氧化与氧电还原反应动力学过程慢，导致其功率密度较低；而现有技术中，纯电动汽车基本上采用锂离子电池作为动力系统，能量配置充足的情况下，电池包的体积大，重量重，功率性能和高低温性能不好，并且有严重的安全和环保的风险。传统的超级电容器虽然能够满足汽车在起动、加速、爬坡时对高功率的需求，但其能量密度低，不能满足大容量的电能存储；且超级电容器自放电率高，长久放置电量为零。锂离子电容器属于非对称型超级电容器，通常由电池型负极和电容型正极共同置于有机锂盐溶液中组装而成，同时具备了二者的优良性能，具有比锂离子电池更高的功率密度，比超级电容器更高的能量密度，在智能电网、城市公交、轨道交通、航空航天、新能源汽车等方面具有广阔的市场前景。

因此，如何将兼顾能量密度和功率密度的锂离子电容器与燃料电池相结合，使得该复合储能装置具有超过能量密度和较好的功率特性是现有技术中的研究热点。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置及车辆。

根据本实用新型提供的一种特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置，包括：氢燃料电堆1、锂离子电容器模组2和氢气瓶3；

所述氢气瓶3通过第一减压阀13与进气口11连接，以及通过电磁阀14和第二减压阀18与氢燃料电堆1连接；

所述氢燃料电堆1与所述锂离子电容器模组2通过第一DC/DC电源模块5依次连接继电器8以及输出端口19输出电能至特种车辆；

所述锂离子电容器模组2输出电能至特种车辆以及所述特种车辆用氢燃料电池与锂离子电容复合储能装置中的各用电部件。

优选地，还包括电池管理系统4；

所述电池管理系统4分别连接所述氢燃料电堆1和所述锂离子电容器模组2。

优选地，还包括信号采集装置6；

所述信号采集装置与所述锂离子电容器模组2电连接，所述信号采集装置6包括温度传感器、电流表或电压表，分别采集所述氢燃料电堆1和所述锂离子电容器模组2的温度、电流或电压并传输至所述电池管理系统4。

优选地，还包括氢气浓度传感器17。

优选地，还包括分水装置12，与所述氢燃料电堆1连接，将所述氢燃料电堆1产生的水向外导出。

优选地，还包括启动开关16和启动装置9，所述启动开关16与所述启动装置9电连接，所述启动装置9与所述电磁阀14电连接。

优选地，还包括紧急制动开关15，与所述启动装置9电连接。