[发明专利]一体式氢燃料动力系统及电动自行车

说明书

本发明公开了一种一体式氢燃料动力系统及助力自行车，其中一体式氢燃料动力系统，包括壳体，以及设置于壳体内的燃料电池、储氢装置和风扇；所述壳体上设有进风口和出风口；所述风扇引导空气由进风口向出风口流动，并依次经过燃料电池和储氢装置；所述储氢装置与燃料电池通过氢气管路连通。本发明采用一体式结构，具有结构紧凑的优点，同时通过风扇引导空气由进风口向出风口流动，并依次经过燃料电池和储氢装置，从而将燃料电池产生的热能用来给储氢装置加热，实现能量再利用，提高储氢装置的放氢性能。

技术领域

本发明涉及助力自行车的动力领域，特别涉及一种一体式氢燃料动力系统及助力自行车。

背景技术

在倡导节能减排、低碳出行的大环境下，自行车、公交车、地铁、轻轨等公共交通无疑是人们首选的出行方式。其中，自行车在现有公共交通系统中具备不可替代的特殊地位，承担起到了最后几公里出行的作用。

氢能被认为是一种理想的清洁能源，具有质量轻，储量丰富，环境友好等优点。氢能源主要产业链包括上游氢气制备，中游氢气运输储存和下游加氢站、氢燃料电池及应用等多个环节。中游氢气储存包括高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。高压气态储氢应用广泛、简便易行、成本低、充放氢速度快，但需要厚重的耐压容器，消耗较大的氢气压缩功，有氢气泄露和容器爆破等不安全因素。低温液态储氢在全球的加氢站中有较大范围应用，但在车载系统中的应用不成熟，存在安全隐患。此外，受限于技术，国内液氢应用成本很高。

采用低压固态储氢为氢源的氢能助力自行车的动力系统成为经济社会绿色、低碳、安全、环保出行的理想选择。自行车存储空间十分有限，如何充分利用车身空间，做到低压储氢罐、电堆、及相应的控制系统等进行机电一体化高度集成，结构紧凑是需要充分考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑同时能够实现能量再利用、提高储氢装置的放氢性能的一体式氢燃料动力系统及助力自行车。

实现本发明目的的技术方案是：一体式氢燃料动力系统，包括壳体，以及设置于壳体内的燃料电池、储氢装置和风扇；所述壳体上设有进风口和出风口；所述风扇引导空气由进风口向出风口流动，并依次经过燃料电池和储氢装置；所述储氢装置与燃料电池通过氢气管路连通。

进一步地，所述储氢装置优选采用低压固态储氢装置。

进一步地，所述进风口和出风口上均覆盖有纳米憎水膜。

进一步地，所述壳体包括一侧敞口的盒体，以及固定在盒体敞口端的盖板；所述进风口和出风口分别设置于盒体的前、后端面上；所述盒体内由前至后包括依次连通的燃料电池安装空间、管路布置空间和储氢装置容置空间；所述燃料电池安装在燃料电池安装空间内，储氢装置设置于储氢装置容置空间内，储氢装置与燃料电池之间的氢气管路从管路布置空间中通过；所述风扇安装于管路布置空间中。

进一步地，所述盒体内还设有控制器安装空间，控制器安装空间内安装有电堆控制器；所述控制器安装空间位于燃料电池安装空间上方；所述储氢装置与燃料电池之间的氢气管路上设有电磁阀，电磁阀位于风扇上方；所述电堆控制器通过电线连通燃料电池和电磁阀。

进一步地，所述盒体的储氢装置容置空间的底部设置有底座，底座的上端面上设有与储氢装置的底部形状相匹配的凹槽。

进一步地，所述盒体的储氢装置容置空间的上部设有支撑板；所述储氢装置的颈部支承于支撑板上。

进一步地，所述支撑板上设有朝向盖板所在侧开口的卡槽，卡槽内滑动连接有卡板；所述储氢装置的颈部支承于支撑板的卡槽内，并位于支撑板与卡板之间。

进一步地，所述燃料电池包括外壳，设置在外壳内的燃料电池堆，分别固定在外壳的上下两端的上端板和下端板，穿设固定在上端板和下端板上的多根螺杆，以及固定在下端板底部并分别连通燃料电池堆的进气孔和排气排水孔的进气接头和排气排水接头；所述燃料电池堆包括依次交错堆叠设置的双极板和膜电极；所述进气接头连通储氢装置。