[發(fā)明專(zhuān)利]機(jī)車(chē)燃料電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410298414.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104037436A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雒煥驥;李偉宏;劉修建
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/04
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/04;H01M8/06
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通機(jī)車(chē)的動(dòng)力源，具體為機(jī)車(chē)燃料電池。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的軌道交通機(jī)車(chē)要么以柴油機(jī)作為動(dòng)力源，要么以接觸網(wǎng)提供的直流電源作為動(dòng)力源，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗日益增大，傳統(tǒng)的能源資源日益減少，能源價(jià)格不斷創(chuàng)出歷史高價(jià)，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)已成為我國(guó)的重要國(guó)策。作為一種新型高效、潔凈、便捷的能源利用方式——燃料電池，近年來(lái)得到了世界各國(guó)的高度重視和大力資助，進(jìn)行了大量基礎(chǔ)的研究和應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)，取得了顯著的成果，在眾多領(lǐng)域得到成功應(yīng)用，尤其是燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)成功和推廣應(yīng)用，使燃料電池技術(shù)得到快速發(fā)展，也為燃料電池機(jī)車(chē)的研發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)，將燃料電池應(yīng)用于軌道交通系統(tǒng)，將極大地促進(jìn)軌道交通系統(tǒng)的重大變革與發(fā)展，燃料電池將是一種具有巨大潛力的新型軌道交通替代能源，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，提高鐵路牽引動(dòng)力的運(yùn)用效能，降低運(yùn)行成本，減低污染程度，建立綠色鐵路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是大勢(shì)所趨，然而目前還沒(méi)有用于機(jī)車(chē)的燃料電池電源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)在沒(méi)有應(yīng)用于機(jī)車(chē)的燃料電池的問(wèn)題，提供了機(jī)車(chē)燃料電池。

本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：機(jī)車(chē)燃料電池，包括燃料電池電堆、蓄電池、單片機(jī)、供氫系統(tǒng)、空氣源系統(tǒng)、輸出電壓和蓄電池電壓相同的DC/DC電源變換裝置和冷卻系統(tǒng);

供氫系統(tǒng)包括高壓氫氣瓶，高壓氫氣瓶的出氣口依次連接有第一電磁閥、第一減壓閥、第一流量控制器，第一流量控制器通過(guò)氣管連接在燃料電池電堆的氫氣入口；空氣源系統(tǒng)包括空氣泵，空氣泵的出氣口依次連接有第二電磁閥、第二減壓閥、第二流量控制器，第二流量控制器通過(guò)氣管連接在燃料電池電堆的空氣入口；單片機(jī)的輸入端和機(jī)車(chē)上的司機(jī)控制器的輸出端連接，單片機(jī)的輸出端分別和第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器的控制端連接，蓄電池的兩端分別和空氣泵、單片機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器的電源端連接，且在該蓄電池供電線路支路上設(shè)有按鈕；燃料電池電堆的輸出端連接有DC/DC電源變換裝置，?DC/DC電源變換裝置的輸出端分別和空氣泵、單片機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器的電源端連接，冷卻系統(tǒng)包括扇面正對(duì)燃料電池電堆的風(fēng)扇，燃料電池電堆的輸出端和風(fēng)扇的電源端連接。

工作時(shí)，按下按鈕，蓄電池給單片機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器供電，單片機(jī)給第一電磁閥和第二電磁閥控制信號(hào)，第一電磁閥和第二電磁閥打開(kāi)，高壓氫氣瓶和空氣泵分別輸出氫氣和空氣到燃料電池電堆內(nèi)，氫氣和空氣中的氧氣在燃料電池電堆內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，燃料電池電堆輸出電能，供給機(jī)車(chē)使用，DC/DC電源變換裝置替代蓄電池給單片機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器供電，同時(shí)冷卻系統(tǒng)中的風(fēng)扇用以給燃料電池電堆降溫，機(jī)車(chē)內(nèi)的司機(jī)控制器將機(jī)車(chē)工作所需功率轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)，單片機(jī)根據(jù)電壓信號(hào)的大小發(fā)出控制信號(hào)給第一流量控制器和第二流量控制器，第一流量控制器和第二流量控制器控制進(jìn)入燃料電池電堆內(nèi)的氣體流量，進(jìn)而滿足機(jī)車(chē)的工作需求。

司機(jī)控制器是機(jī)車(chē)內(nèi)的控制設(shè)備，司機(jī)控制器能將機(jī)車(chē)工作所需功率轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)，司機(jī)控制器是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的。

本發(fā)明提供的機(jī)車(chē)燃料電池能夠應(yīng)用于機(jī)車(chē)，可以作為機(jī)車(chē)高效、潔凈、便捷的動(dòng)力源，提高了鐵路牽引動(dòng)力的運(yùn)用效能，降低運(yùn)行成本，減低污染程度，為建立綠色鐵路、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

機(jī)車(chē)燃料電池，包括燃料電池電堆、蓄電池、單片機(jī)、供氫系統(tǒng)、空氣源系統(tǒng)、輸出電壓和蓄電池電壓相同的DC/DC電源變換裝置和冷卻系統(tǒng)；

供氫系統(tǒng)包括高壓氫氣瓶，高壓氫氣瓶的出氣口依次連接有第一電磁閥、第一減壓閥、第一流量控制器，第一流量控制器通過(guò)氣管連接在燃料電池電堆的氫氣入口；空氣源系統(tǒng)包括空氣泵，空氣泵的出氣口依次連接有第二電磁閥、第二減壓閥、第二流量控制器，第二流量控制器通過(guò)氣管連接在燃料電池電堆的空氣入口；單片機(jī)的輸入端和機(jī)車(chē)上的司機(jī)控制器的輸出端連接，單片機(jī)的輸出端分別和第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器的控制端連接，蓄電池的兩端分別和空氣泵、單片機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器的電源端連接，且在該蓄電池供電線路支路上設(shè)有按鈕；燃料電池電堆的輸出端連接有DC/DC電源變換裝置，DC/DC電源變換裝置的輸出端分別和空氣泵、單片機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、第一流量控制器和第二流量控制器的電源端連接，冷卻系統(tǒng)包括扇面正對(duì)燃料電池電堆的風(fēng)扇，燃料電池電堆的輸出端通過(guò)風(fēng)扇供電電路和風(fēng)扇的電源端連接。