CN207572465U - 燃料电池电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池电动汽车，包括甲醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池、蓄电池和驱动电机，甲醇重整制氢反应器包括燃烧室、重整反应室以及蒸发器，燃烧室用于甲醇与空气燃烧产生热量，蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料甲醇和水汽化，重整反应室用于原料甲醇与水进行重整反应产生重整合成气。富氢气体输送至质子交换燃料电池，质子交换燃料电池产生的电力给蓄电池充电，由蓄电池给驱动电机提供电能。本实用新型使用工业甲醇燃烧产生热，提供重整反应所需要的温度，点燃后即可快速加热至所需的反应温度，减少了启动时间，工作稳定，可靠性强，此外，其结构紧凑，重量轻，使用甲醇储罐相比于氢储罐更为安全，适合车载使用。

Description

燃料电池电动汽车
技术领域
本实用新型涉及电动汽车，特别是一种燃料电池电动汽车。
背景技术
现有燃料电池汽车,通过将氢以压缩气体填充在高压储气瓶中等方法来承载氢。如此承载了氢的燃料电池汽车,由于供给燃料电池的电极的燃料气体是纯度非常高的氢气,因此，在运转燃料电池时,可以获得很高的发电效率,并使燃料电池汽车在行驶过程中所进行的各种反应过程不产生有害物质。但是,承载氢的燃料电池汽车,填充氢非常困难,并且运输和储藏大量氢气则更不容易。
授权公告号为CN205059300U的中国实用新型专利，公开了一种甲醇水重整制氢燃料电池电动汽车，包括甲醇水重整制氢燃料电池发电系统，通过甲醇水重整制氢发电，避免搭载危险的高压氢气，可以搭载更多的氢气。
甲醇重整制氢是甲醇与水蒸气在350℃-409℃温度下，1-5MPa的压力条件下，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和CO的变换反应，生成H2和CO，这是一个多组分、多反应的气固相反应系统。在电动汽车的应用中，如何减少启动时间，工作稳定，可靠性强成为燃料电池制氢技术中的关键技术难点。
发明内容
本实用新型提供甲醇重整制氢反应器启动快的一种燃料电池电动汽车。
为解决以上技术问题，本实用新型提供的一种燃料电池电动汽车，包括甲醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池、蓄电池和驱动电机，甲醇重整制氢反应器连接质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池连接蓄电池，蓄电池连接驱动电机；所述的甲醇重整制氢反应器包括包括燃烧室、重整反应室以及蒸发器，所述的燃烧室用于甲醇与空气燃烧产生热量，燃烧室与燃料甲醇输入管和空气输入管相连；所述的蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料甲醇和水汽化，蒸发器的输入端口与原料甲醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器的输出端口与重整反应室相连；所述的重整反应室用于原料甲醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器的输出端口相连。
进一步地，所述的甲醇重整制氢反应器包括用于容置燃烧室、重整反应室和蒸发器的壳体，所述的燃烧室为空腔柱体，设置在壳体内中部，燃烧室顶部连接燃料甲醇输入管和空气输入管，燃烧室顶部还安装有点火装置；重整反应室为带有内腔的环形柱体，内腔内填充重整反应催化剂，重整反应室设置在燃烧室下部外围；蒸发器采用盘管结构，蒸发器盘绕于燃烧室外侧，蒸发器的输入端口设置在蒸发器顶部并与原料甲醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器的输出端口设置在蒸发器底部并与重整反应室相连。
进一步地，燃烧室上部外围设置有空腔结构的CO净化反应室,CO净化反应室的输入端口连接重整反应室的重整合成气输出端口。
进一步地，所述的燃料甲醇输入管和原料甲醇输入管连接甲醇储罐，原料水输入管连接水储罐。
燃烧室用于甲醇与空气燃烧产生热量，蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料甲醇和水汽化，重整反应室用于原料甲醇与水进行重整反应产生重整合成气。甲醇重整反应器启动时，燃料甲醇与空气空气或氧气混合，喷到燃烧室中，在点火器的作用下迅速燃烧产生热。燃烧室产生的热量迅速向蒸发器和重整反应室内腔传导，原料甲醇和水在蒸发器内汽化形成原料混合气体，热的混合气体进入重整反应室在催化剂的作用下发生重整反应产生富氢气体。富氢气体输送至质子交换燃料电池，质子交换燃料电池产生的电力给蓄电池充电，由蓄电池给驱动电机提供电能。
本实用新型使用工业甲醇燃烧产生热，提供重整反应所需要的温度，点燃后即可快速加热至所需的反应温度，减少了启动时间，工作稳定，可靠性强，此外，其结构紧凑，重量轻，使用甲醇储罐相比于氢储罐更为安全，适合车载使用。
附图说明
此处的附图用来提供对本实用新型的进一步说明，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中，1-质子交换膜燃料电池，2-蓄电池，3-驱动电机，4-燃烧室，5-重整反应室，6-蒸发器，7-燃料甲醇输入管，8-空气输入管，9-原料甲醇输入管，10-原料水输入管，11-壳体，12-CO净化反应室，13-甲醇储罐，14-水储罐。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，以下结合参考附图并结合实施例对本实用新型作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参考图1，本实用新型一种典型的实施方式提供燃料电池电动汽车，包括甲醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池1、蓄电池2和驱动电机3，甲醇重整制氢反应器连接质子交换膜燃料电池1，质子交换膜燃料电池1连接蓄电池2，蓄电池2连接驱动电机3。所述的甲醇重整制氢反应器包括燃烧室4、重整反应室5以及蒸发器6，所述的燃烧室4用于甲醇与空气燃烧产生热量，燃烧室4与燃料甲醇输入管7和空气输入管8相连；所述的蒸发器6用于交换燃烧室4的热量将原料甲醇和水汽化，蒸发器6的输入端口与原料甲醇输入管9和原料水输入管10相连，蒸发器6的输出端口与重整反应室5相连；所述的重整反应室5用于原料甲醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室5上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器6的输出端口相连。
在一种优选的实施方式中，所述的甲醇重整制氢反应器包括用于容置燃烧室4、重整反应室5和蒸发器6的壳体11，所述的燃烧室4为空腔柱体，设置在壳体11内中部，燃烧室4顶部连接燃料甲醇输入管7和空气输入管8，燃烧室4顶部还安装有点火装置；重整反应室5为带有内腔的环形柱体，内腔内填充重整反应催化剂，重整反应室5设置在燃烧室4下部外围；蒸发器6采用盘管结构，蒸发器6盘绕于燃烧室4外侧，蒸发器6的输入端口设置在蒸发器6顶部并与原料甲醇输入管9和原料水输入管10相连，蒸发器6的输出端口设置在蒸发器底部并与重整反应室相连。
此外，进一步优选地，燃烧室4上部外围设置有空腔结构的CO净化反应室12,CO净化反应室12的输入端口连接重整反应室5的重整合成气输出端口。CO净化反应室12内设置与CO去除方法相对应的吸附剂、膜、催化剂等或进行相应的结构设置。以上所述的燃料甲醇输入管7和原料甲醇输入管8连接甲醇储罐13，原料水输入管连接水储罐14。
甲醇重整制氢反应器启动时，燃料甲醇从甲醇储罐13通过蠕动泵、燃料甲醇输入管进入燃烧室顶部的喷嘴，与空气混合，喷到燃烧室4中，在点火器的作用下迅速燃烧产生热，其启动时间短，操作和装置都很简单。燃烧室4产生的热量迅速向蒸发器6和重整反应室5内腔传导。原料甲醇和水分别从甲醇储罐13和水储罐14通过蠕动泵输入蒸发器，并在蒸发器6内汽化形成原料混合气体，热的混合气体进入重整反应室5在催化剂的作用下发生重整反应产生富氢气体。经过CO净化后的富氢气体进入质子交换膜燃料电池1产生电力，没有完全使用的转化产物会送回甲醇重整反应器的燃烧室4为反应提供热量。质子交换燃料电池1产生的电力给蓄电池2充电，由蓄电池2给驱动电机3提供电能。
本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃料电池电动汽车，包括甲醇重整制氢反应器、质子交换膜燃料电池、蓄电池和驱动电机，甲醇重整制氢反应器连接质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池连接蓄电池，蓄电池连接驱动电机；其特征在于：所述的甲醇重整制氢反应器包括包括燃烧室、重整反应室以及蒸发器，所述的燃烧室用于甲醇与空气燃烧产生热量，燃烧室与燃料甲醇输入管和空气输入管相连；
所述的蒸发器用于交换燃烧室的热量将原料甲醇和水汽化，蒸发器的输入端口与原料甲醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器的输出端口与重整反应室相连；
所述的重整反应室用于原料甲醇与水进行重整反应产生重整合成气，重整反应室上有原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器的输出端口相连。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电动汽车，其特征在于：所述的甲醇重整制氢反应器包括用于容置燃烧室、重整反应室和蒸发器的壳体，所述的燃烧室为空腔柱体，设置在壳体内中部，燃烧室顶部连接燃料甲醇输入管和空气输入管，燃烧室顶部还安装有点火装置；重整反应室为带有内腔的环形柱体，内腔内填充重整反应催化剂，重整反应室设置在燃烧室下部外围；蒸发器采用盘管结构，蒸发器盘绕于燃烧室外侧，蒸发器的输入端口设置在蒸发器顶部并与原料甲醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器的输出端口设置在蒸发器底部并与重整反应室相连。
3.根据权利要求2所述的燃料电池电动汽车，其特征在于：燃烧室上部外围设置有空腔结构的CO净化反应室,CO净化反应室的输入端口连接重整反应室的重整合成气输出端口。
4.根据权利要求1、2或3所述的燃料电池电动汽车，其特征在于：所述的燃料甲醇输入管和原料甲醇输入管连接甲醇储罐，原料水输入管连接水储罐。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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