[實用新型]一種基于燃料電池的機車牽引動力系統

有效

• 申請號: 201320093573.4
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN203186121U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 文海霞;黃平;李文東;劉存霖;熊宗保;王立軍
• 申請（專利權）人: 寧波拜特測控技術有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;H01M8/04
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 邱積權

技術領域

?本實用新型涉及一種燃料電池，尤其是涉及一種基于燃料電池的機車牽引動力系統。

背景技術

隨著環境的不斷惡化以及能源危機的加劇，能源研究者們將目光聚焦于新能源技術的研發上。燃料電池技術作為一種無污染、效率高，低噪音的新能源符合未來工業發展的趨勢。燃料電池是一種將外部供應的燃料和氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉化為電能、熱能和其他反應物的發電裝置。目前的燃料電池應用到機車牽引動力系統存在如下問題：無法利用燃料電池集成系統為機車牽引電機提供動力。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于燃料電池的機車牽引動力系統。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于燃料電池的機車牽引動力系統，包括電堆、燃料氫氣供給模塊、燃料空氣供給模塊和水循環模塊，所述的燃料氫氣供給模塊與電堆的燃料電池氫氣入口連通，所述的燃料空氣供給模塊與電堆的燃料電池空氣入口連通，所述的水循環模塊與燃料電池冷卻管路連通，其特征在于所述的燃料氫氣供給模塊包括儲氫裝置、減壓閥、第一過濾器、壓力開關和第一電磁閥；儲氫裝置通過氫氣供給管道與燃料電池氫氣入口連通，減壓閥、第一過濾器、壓力開關和第一電磁閥依次設置在氫氣供給管道上，儲氫裝置內的氫氣分別通過減壓閥、第一過濾器、壓力開關和第一電磁閥進入到電堆內。

靠近儲氫裝置的氫氣供給管道上設置有泄氣管路，所述的泄氣管路包括第一分支管路，所述的第一分支管路上設置有手動閥門，所述的第一過濾器與壓力開關之間的氫氣供給管道上設置有氣壓恒定裝置，所述的氣壓恒定裝置能使氫氣供給管道內的氫氣保持恒定，所述的氣壓恒定裝置包括第二分支管路、第二電磁閥和安全閥，所述的第二電磁閥設置在第二分支管路上，所述的安全閥跨接在第二電磁閥兩端。

第一分支管路與減壓閥之間設置有第一壓力表，減壓閥與第一過濾器之間設置有第二壓力表，第一過濾器與氣壓恒定裝置之間設置有第三壓力表，氣壓恒定裝置與所述的壓力開關之間設置有壓力傳感器，所述的壓力傳感器將氫氣供給管道中的壓力數據傳送到動力控制系統。

燃料空氣供給模塊包括第二過濾器、質量流量計和空氣壓縮機，空氣供給管路與燃料電池空氣入口連通，第二過濾器、質量流量計和空氣壓縮機依次設置在空氣供給管道上，空氣分別通過第二過濾器、質量流量計和空氣壓縮機進入到電堆內。

水循環模塊包括去離子水容器、第一水泵、液體流量計和第一散熱器，去離子水容器通過進水管道與燃料電池冷卻管路的入口連通，燃料電池冷卻管路的出口通過回水管道與去離子水容器連通，回水管道上依次設置有第一水泵、液體流量計和第一散熱器，去離子水容器內的去離子水通過進水管道進入到燃料電池冷卻管路內，燃料電池冷卻管路內的去離子水依次經過第一水泵、液體流量計和第一散熱器回到去離子水容器內。

靠近燃料電池冷卻管路入口的進水管道上設置有溫度傳感器和壓力傳感器。

水循環模塊還包括燃料電池冷凝器和氫氣控制器，所述的去離子水容器與燃料電池冷凝器的入口連通，去離子水容器通過節流閥與氫氣控制器的入口連通，燃料電池冷凝器的出口與氫氣控制器的出口連通并與第二水泵連通，第二水泵通過第二散熱器與氫氣控制器的入口連通，燃料電池冷凝器和氫氣控制器流出的去離子水在第二水泵的作用下流經第二散熱器，第二散熱器出來的去離子水可重復進入到燃料電池冷凝器和氫氣控制器內。

所述的壓力開關包括機械式壓力開關和具有報警和檢測功能的電子式壓力開關。

與現有技術相比，本實用新型的優點是本系統可通過調節空氣供給流量來實時改變系統總輸出功率，實現調控牽引電機轉速從而控制機車的速度，實現了燃料電池與動力系統的集成以及高度自動化運行。機車牽引電機消耗燃料電池堆輸出總功率的83%左右，能源使用效率比較高，應用氫燃料電池到機車牽引動力系統，可減少溫室氣體的排放總量、可減少運輸線路周圍環境污染、可降低鐵路運輸對石油燃料的依賴。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。