[發(fā)明專利]長續(xù)航工業(yè)車輛及其燃料電池動力系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111933970A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 扶鳳姣;匡金俊;彭旭;毛志明;郭玉平;王成林
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳國氫新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04298;H01M8/04029;B60L50/70
• 代理公司: 深圳市華勤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發(fā)明公開一種長續(xù)航工業(yè)車輛燃料電池動力系統(tǒng)，包括控制模塊、燃料電池模塊、用于向所述燃料電池模塊提供氫氣的儲氫模塊、用于對所述燃料電池模塊的輸出電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電氣模塊和用于存儲所述燃料電池模塊所產(chǎn)生電能的儲能模塊，所述電氣模塊還用于對所述儲能模塊的輸出電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換；所述儲氫模塊包括氫氣加注裝置、金屬儲氫裝置和壓力調(diào)節(jié)裝置，所述金屬儲氫裝置為由金屬氫化物儲氫容器組成的陣列裝置，所述金屬氫化物為氫氣與金屬在3～6MPa壓力下結(jié)形成的合金。本發(fā)明所提出的儲氫模塊占用工業(yè)車輛空間較小，可同時實現(xiàn)對于氫氣存儲和工業(yè)車輛配重的功能，并且在氫氣加注時無需額外的加壓設(shè)備。此外，本發(fā)明還公開一種長續(xù)航工業(yè)車輛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，特別涉及一種長續(xù)航工業(yè)車輛及其燃料電池動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)

采用燃料電池動力系統(tǒng)工業(yè)車輛比內(nèi)燃工業(yè)車輛清潔環(huán)保，無有害氣體、顆粒的排放，且操作更靈活穩(wěn)定，噪音更低；比鉛酸電池工業(yè)車輛輸出功率恒定，工作性能更佳，充能快捷，效率更高。由于鉛酸電池自身的天然缺陷，采用鉛酸蓄電池作為動力的叉車隨著作業(yè)中電能的消耗，輸出功率和動力性能將急速下降，不僅給操作人員帶來了較大的操作難度，也很大程度上降低了工作效率。使用燃料電池來做驅(qū)動時，工業(yè)車輛可以保持恒定的輸出功率，可持續(xù)以全速行駛和搬運，在工業(yè)車輛需要加氣前始終提供強勁的動力。

工業(yè)車輛作為倉儲物流和加工制造行業(yè)中主要的物料搬運的運輸工具，一般在室內(nèi)物流倉儲運輸，工作半徑通常僅限于倉儲基地內(nèi)部，運行范圍小、相對于乘用車、商用車等其他應(yīng)用領(lǐng)域，工業(yè)車輛車體質(zhì)量較輕、對燃料電池系統(tǒng)技術(shù)要求較低等固有特點，使燃料電池在工業(yè)車輛上的應(yīng)用成為前沿領(lǐng)域。

現(xiàn)有的燃料電池車輛大都采用的是高壓氫氣，主要使用大容量輕質(zhì)高壓氣罐或傳統(tǒng)鋼瓶來儲存氣態(tài)氫，其體積儲氫密度低、壓力高(一般壓力都在20MPa以上)，存在安全隱患，而且占用車體的結(jié)構(gòu)空間大。同時，壓縮氫氣還需使用加壓設(shè)備，增加了成本和能耗，安全風(fēng)險高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種長續(xù)航工業(yè)車輛燃料電池動力系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的燃料電池動力系統(tǒng)存在占用車體空間大、安全風(fēng)險高的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種長續(xù)航工業(yè)車輛燃料電池動力系統(tǒng)，該長續(xù)航工業(yè)車輛燃料電池動力系統(tǒng)包括控制模塊、燃料電池模塊、用于向所述燃料電池模塊提供氫氣的儲氫模塊、用于對所述燃料電池模塊的輸出電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電氣模塊和用于存儲所述燃料電池模塊所產(chǎn)生電能的儲能模塊，所述電氣模塊還用于對所述儲能模塊的輸出電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換；所述儲氫模塊包括氫氣加注裝置、金屬儲氫裝置和壓力調(diào)節(jié)裝置，所述金屬儲氫裝置為由金屬氫化物儲氫容器組成的陣列裝置，所述金屬氫化物為氫氣與金屬在3～6MPa壓力下結(jié)形成的合金。

優(yōu)選地，所述儲氫模塊還包括用于對所述金屬儲氫裝置進(jìn)行散熱和加熱的水路循環(huán)裝置。

優(yōu)選地，所述水路循環(huán)裝置與所述燃料電池模塊的散熱裝置通過熱交換器連接。

優(yōu)選地，所述氫氣加注裝置包括依次連接的加氫接口、用于對外部注入的氫氣進(jìn)行過濾的第一過濾器及第一單向閥；

所述金屬儲氫裝置包括至少一個儲氫容器、設(shè)置在所述儲氫容器進(jìn)出口處的瓶閥以及設(shè)置在所述瓶閥上的第一壓力傳感器，所述瓶閥的進(jìn)氣口與所述第一單向閥的出氣口連接；

所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括依次連接的第二過濾器、第二單向閥、針閥及調(diào)壓閥塊，所述第二過濾器的進(jìn)氣口與所述瓶閥的出氣口連接，所述第二過濾器用于對所述儲氫容器內(nèi)排出的氫氣進(jìn)行過濾。

優(yōu)選地，所述儲氫模塊還包括用于降低其內(nèi)部壓力的氫氣外泄裝置，其中：

所述氫氣外泄裝置包括第一安全閥和第二安全閥，所述第一安全閥連接在所述瓶閥與第二過濾器之間，所述第二安全閥連接在所述調(diào)壓閥塊與燃料電池模塊之間；