[發明專利]一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統

在審

• 申請號: 202210230286.7
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114771292A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 馬松松;秦江;修心巖;王思博;李成杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B60L50/75
• 分類號: B60L50/75;B63C11/52;H01M8/0662;H01M8/04082;B01D49/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

1.一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：包括燃料電池(1)、高壓氫氣瓶(2)、高壓氧氣瓶(3)、DCDC轉換器(9)、能量管理模塊(10)、鋰電池(11)、潛航器主體倉(14)和尾氣處理組件，燃料電池(1)、DCDC轉換器(9)、能量管理模塊(10)和鋰電池(11)設置在潛航器主體倉(14)內，高壓氫氣瓶(2)和高壓氧氣瓶(3)設置在潛航器主體倉(14)的外側，燃料電池(1)陽極入口與高壓氫氣瓶(2)連通，高壓氧氣瓶(3)與潛航器主體倉(14)內部相連通，燃料電池(1)的陰極入口與潛航器主體倉(14)內部相連通，燃料電池(1)電力輸出端通過DCDC轉換器(9)與能量管理模塊(10)輸入端相連，鋰電池(11)輸出端與能量管理模塊(10)輸入端相連，能量管理模塊(10)用于向外輸出電能，尾氣處理組件與燃料電池(1)的出口連通，尾氣處理組件設置在潛航器主體倉(14)內用于處理燃料電池(1)尾氣。

2.根據權利要求1所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述高壓氧氣瓶(3)向潛航器主體倉(14)內輸入純氧的釋放速率等于其消耗速率。

3.根據權利要求1所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述潛航器主體倉(14)內還設置有鼓風機(4)，所述燃料電池(1)陰極入口與鼓風機(4)相連。

4.根據權利要求1所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述能量管理模塊(10)的輸出端連接有用于驅動潛航器的負載(12)。

5.根據權利要求4所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述燃料電池(1)和鋰電池(11)同時給負載(12)供電。

6.根據權利要求1所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述尾氣處理組件包括催化燃燒器(5)、儲水箱(8)和氣液分離器(13)，所述燃料電池(1)陽極出口與催化燃燒器(5)入口相連，催化燃燒器(5)出口與儲水箱(8)相連，燃料電池(1)陰極出口經氣液分離器(13)與儲水箱(8)相連。

7.根據權利要求1所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述尾氣處理組件包括催化燃燒器(5)、儲水箱(8)和氣液分離器(13)，所述燃料電池(1)的陰極和陽極出口均與催化燃燒器(5)入口相連，催化燃燒器(5)的出口經氣液分離器(13)與儲水箱(8)相連。

8.根據權利要求6或7所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述潛航器主體倉(14)包括整流殼體(16)以及設置在整流殼體(16)內的燃料電池艙段(15)，所述燃料電池(1)、鼓風機(4)、DCDC轉換器(9)、能量管理模塊(10)、鋰電池(11)、潛航器主體倉(14)和尾氣處理組件均設置在燃料電池艙段(15)內。

9.根據權利要求8所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述潛航器主體倉(14)內還設置有換熱器(6)和水泵(7)，所述燃料電池(1)冷卻水出口與換熱器(6)入口相連，換熱器(6)出口通過水泵(7)與燃料電池(1)冷卻水入口相連。

10.根據權利要求9所述的一種用于水下潛航器的空氣進氣型燃料電池混合動力系統，其特征在于：所述換熱器(6)設置在整流殼體(16)與燃料電池艙段(15)之間并貼合在燃料電池艙段(15)外表面上。