[發明專利]一種軌道車輛用氫動力系統及軌道車輛

在審

• 申請號: 202110360709.2
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113085591A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 劉銘;張文超;周卓敏;徐磊;田慶
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B60L50/75
• 分類號: B60L50/75;B60L58/33;H01M8/04089;H01M8/04082
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 宋天凱

本發明公開一種軌道車輛用氫動力系統及軌道車輛，其中，該軌道車輛用氫動力系統包括動力電池裝置和位于同一車廂頂部的儲氫裝置、燃料電池裝置以及升壓裝置，所述儲氫裝置和所述升壓裝置分別位于所述燃料電池裝置的縱向兩側，所述儲氫裝置用于為所述燃料電池裝置提供氫氣，所述燃料電池裝置包括燃料電池電堆和冷卻部件，所述燃料電池電堆與所述升壓裝置電連接，所述升壓裝置還集成有控制模塊。上述方案中，儲氫裝置、燃料電池和升壓裝置設置在同一車廂的頂部，無需跨車廂進行走線接管，燃料電池電堆和冷卻部件集成設置，升壓裝置與控制模塊集成設置，集成度較高，空間利用率較高，可靠性較高。

技術領域

本發明涉及軌道車輛技術領域，具體涉及一種軌道車輛用氫動力系統及軌道車輛。

背景技術

由于燃料電池的無污染、能量密度高等優點，其在軌道車輛上的應用逐步獲得推廣，但是，軌道車輛的安裝空間有限，如何對氫動力系統進行合理布置，仍是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種軌道車輛用氫動力系統及軌道車輛，其中，該氫動力系統布置相對合理，結構相對緊湊，空間利用率和可靠性均較高。

為解決上述技術問題，本發明提供一種軌道車輛用氫動力系統，包括動力電池裝置和位于同一車廂頂部的儲氫裝置、燃料電池裝置以及升壓裝置，所述儲氫裝置和所述升壓裝置分別位于所述燃料電池裝置的縱向兩側，所述儲氫裝置用于為所述燃料電池裝置提供氫氣，所述燃料電池裝置包括燃料電池電堆和冷卻部件，所述燃料電池電堆與所述升壓裝置電連接，所述升壓裝置還集成有控制模塊。

本發明所提供軌道車輛用氫動力系統可以具備如下優點：

1)儲氫裝置、燃料電池和升壓裝置均設置在同一車廂的頂部，無需跨車廂進行走線接管，走線接管的結構可以相對簡單，同時，可靠性也會較高；

2)燃料電池裝置中的燃料電池電堆和冷卻部件集成設置，冷卻部件與燃料電池電堆之間的管路連接、電路連接、泄露、保壓、溫升測試等試驗均可以在設備出廠前完成，燃料電池電裝置的模塊化、集成化程度高，可便于安裝，車輛施工作業人員工作量也可以大大減少，還能夠減少勞動強度；

3)升壓裝置與控制模塊集成設計，且與燃料電池裝置相鄰布置，使車頂布置結構緊湊，極大的減少了設備間電纜長度，特別是通訊電纜，有利于控制模塊快速、及時、精確的通過升壓裝置調動燃料電池裝置，以滿足軌道車輛的功率需求，避免由于通訊時間長或受干擾造成燃料電池電堆響應遲滯甚至不響應的現象，升壓裝置和控制模塊的走線可以在內部完成，空間利用更為合理。

可選地，所述冷卻部件包括主換熱液箱和主散熱器，所述主換熱液箱位于所述燃料電池電堆的頂部，所述主散熱器位于所述燃料電池電堆的橫向側方；還包括主驅動泵，所述主換熱液箱的換熱液能夠通過所述主驅動泵在所述燃料電池電堆和所述主散熱器之間循環。

可選地，還包括加熱器，所述加熱器用于對進入所述燃料電池電堆的所述換熱液進行加熱。

可選地，所述燃料電池電堆的出口與所述主散熱器的進口之間形成循環出流路，所述主散熱器的出口與所述燃料電池電堆的進口之間形成循環進流路，所述循環進流路和所述循環出流路之間還連接有循環支路，所述加熱器設于所述循環支路；還包括閥部件，用于切換所述循環出流路中換熱液的流向。

可選地，所述主散熱器的出口與所述燃料電池電堆的進口之間的循環進流路設有過濾器；和/或，所述主散熱器還與所述主換熱液箱相連通，且二者的連通管路中還設有去離子件。

可選地，所述冷卻部件還包括副換熱液箱和副散熱器，所述副換熱液箱也位于所述燃料電池電堆的頂部，所述副散熱器位于所述燃料電池電堆的橫向側方；還包括附屬設施和副驅動泵，所述副換熱液箱的換熱液能夠通過所述副驅動泵在所述副散熱器和所述附屬設施之間循環。