[發明專利]具有燃料電池的機動車

在審

• 申請號: 201380065434.3
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104853943A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: M·鮑爾;A·布赫納;S·哈斯
• 申請（專利權）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: B60K1/04
• 分類號: B60K1/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 閆娜

技術領域

本發明涉及一種機動車，該機動車具有燃料電池、用于在燃料電池上提供在壓力下的進風的空氣壓縮機和用于驅動機動車的電驅動馬達，所述驅動馬達為此可由燃料電池供應電流。此外本發明涉及一種用于在機動車上運行這種燃料電池的方法。

背景技術

燃料電池系統、尤其是混合動力車的燃料電池系統具有用于輸送壓縮空氣的空氣壓縮機或者說壓縮空氣輸送機，利用該空氣壓縮機或者說壓縮空氣輸送機從燃料電池系統的周圍環境中為配屬的燃料電池的運行提供足夠的氧氣。為此，在燃料電池系統運行時空氣壓縮機被這樣調節，使得該空氣壓縮機提供對于燃料電池的相應運行狀態在壓縮空氣方面合適的壓力和質量流量。空氣壓縮機為此由單獨的壓縮機電驅動馬達驅動。當在燃料電池上的負載突變時，該壓縮機電驅動馬達相應地可以在其驅動功率方面被單獨控制。

發明內容

按照本發明提供一種機動車，該機動車具有燃料電池、用于在燃料電池上或者說在燃料電池中提供在壓力下的進風的空氣壓縮機和用于驅動機動車的電驅動馬達。在此，該驅動馬達可由燃料電池供應電流。此外，燃料電池的空氣壓縮機由驅動馬達可以說沿著反方向由驅動馬達驅動。空氣壓縮機的該驅動優選傳統地以機械方式進行。特別優選的是，驅動馬達為此利用傳遞轉矩的聯接裝置與空氣壓縮機連接。該聯接裝置可以有利地設計成可接合的。于是為了改善總效率，空氣壓縮機可以在一定的運行狀態下與驅動馬達完全脫離。

利用將驅動馬達與配屬的燃料電池的空氣壓縮機聯接的按照本發明的聯接裝置省卻了在其它情況下必要的、用于空氣壓縮機的單獨的驅動。此外，利用驅動馬達可以的是，在制動過程中在慣性運行或者說發電運行中使用該驅動馬達并且將這種機械慣性功率直接輸送到空氣壓縮機中。因此省卻，在其它情況下必要地在驅動馬達上轉換成電流并且在空氣壓縮機上再轉換成機械轉動功率。

當在燃料電池上僅需要小的功率，但驅動馬達由于慣性運行的原因可能提供較大的回收功率時，那么空氣壓縮機與驅動馬達的脫離可以是特別有利的。該回收功率于是可以全部在發電運行中轉化成電能用于中間存儲在配屬的電池中。

聯接裝置此外優選設計成具有可切換的變速器，該變速器尤其可以兩級切換。這樣的變速器可以在變速器輸出端在兩種轉動速度上作調節。因此可以為連接的空氣壓縮機預設兩個功率范圍，在這兩個功率范圍之內，該空氣壓縮機可以將其壓縮空氣輸送到壓力存儲裝置中。由優選以壓縮空氣箱形式設計成的壓力存儲裝置可以將壓縮空氣符合需求地并且精細計量地作為進風在燃料電池上提供。

變速器此外優選與機動車的驅動軸可傳遞轉矩地耦聯。這種變速器通過如下方式承載多種功能：該變速器不僅用于驅動燃料電池的空氣壓縮機而且也用于驅動機動車的從動軸。也就是說所有必需的機械驅動組合構成在變速器中。在此可以有利地充分利用在各個消耗器上的所需轉速方面的協調，以便將變速器的復雜性保持得很小。

此外，按照本發明的變速器優選與用于從燃料電池排出在壓力下的排風的空氣膨脹機可傳遞轉矩地耦聯。這種尤其可以有選擇地耦聯的空氣膨脹機從由燃料電池在剩余壓力下排出的排風中提供回收功率。也就是說該空氣膨脹機使用這些排風的剩余焓，以便將所述剩余焓轉化成機械的轉動能并且用于驅動空氣壓縮機和/或驅動軸。

本發明相應地還涉及一種用于在機動車上運行燃料電池的方法，其中，利用空氣壓縮機在燃料電池上提供在壓力下的進風并且利用電驅動馬達驅動機動車，其中，由該驅動馬達驅動空氣壓縮機。空氣壓縮機的驅動優選以純機械方式進行。該驅動馬達在此優選利用傳遞轉矩的聯接裝置與空氣壓縮機連接。該聯接裝置優選可接合地實現。此外，聯接裝置優選設計成具有可切換的變速器，該變速器尤其兩級切換。此外，變速器優選與機動車的驅動軸傳遞轉矩地耦聯或者說驅動軸也耦聯到這種變速器上。變速器因此被切換到這樣一個切換位置，在該切換位置上，由燃料電池以及制動的驅動軸產生的功率被最佳地引入相應需要的應用中。變速器也優選可以與用于從燃料電池排出在壓力下的排風的空氣膨脹機傳遞轉矩地耦聯。由這樣的空氣膨脹機從燃料電池的排風中提供的回收功率也可以按這種方式被與應用相關地使用。

附圖說明

接下來參照附圖詳細闡述按照本發明的解決方案的實施例。其中，附圖示出按照本發明的具有燃料電池的機動車的示意圖。

具體實施方式