CN212604543U - 一种模块化燃料电池动力系统及其应用的应急电源车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化燃料电池动力系统及其应用的应急电源车，模块化燃料电池动力系统包括：若干个可独立或同时工作的燃料电池动力系统模块；氢瓶组，包括支架和若干蓄氢瓶，蓄氢瓶向若干个燃料电池动力系统模块提供氢气使燃料电池动力系统模块发电；逆变器集成柜，包括逆变器和变压器，燃料电池动力系统模块产生的电力通过逆变器集成柜变压后向需电设备供电；电控箱，电控箱控制燃料电池动力系统模块及逆变器集成柜工作；货厢，用于安装燃料电池动力系统模块、氢瓶组、逆变器集成柜和电控箱；若干个燃料电池动力系统模块可以实现个性化搭配功率的同时提供了双重保障，在一套系统坏掉的时候还可以用另外一个顶上继续低功率供电。

Description

一种模块化燃料电池动力系统及其应用的应急电源车

技术领域：

本实用新型涉及一种模块化燃料电池动力系统及其应用的应急电源车。

背景技术：

随着国家氢燃料电池领域研究持续不断的投入，技术也在不断的进步，目前氢燃料电池汽车逐步进去人们的生活当中。燃料电池动力系统是通过氢气和氧气的催化氧化反应，将化学能转换为电能，可以作为发电电源，生成无任何污染的水，是未来清洁发电的终极解决方案。利用氢气作为燃料的新能源发电技术，具备清洁、高效的特点，并且燃料电池发电过程非常安静，无黑烟、无刺激性气味，车辆尾气管中排放的只有清洁的空气和水，排放的水可以直接饮用。相比传统柴油电源车，具有安静、清洁、环保等诸多优点；相比锂离子电池电源车，具有供电时间长、应急响应时间短、长时间存放等诸多优点，可作为会场、医院、银行等重要场所应急供电保障电源。由于配置还非常容易升级，预计它的市场前景十分广阔。

国内首辆氢燃料应急电源车--“大黄蜂”“身材”健硕，车长9.3米、高3.8 米，重达16吨。它的燃料电池系统额定输出功率达到110千瓦。在它的“肚子里”配置了14只高压储氢罐，储氢压力35MPa，储存的氢气可以满足燃料电池系统满功率输出6小时以上，补氢情况下能持续发电。大黄蜂的整车布置如下：氢瓶整体布置在货厢前侧，其他部件分别布置在货厢后部的两边，但是不同部件的尺寸和重量都不同，不利于整体空间的利用和整车的配重，虽然各部件增加了箱体，但仍然显得层次不齐，同时增加了箱体并不利于紧急情况下内部零部件的检修。基于燃料电池目前还不是很成熟，单套燃料电池系统难免出故障，当一套系统坏掉后，整个发电系统得被迫停止。所以申请人认为“大黄蜂”整体布置过于保守，体积太庞大，在同级别车内并不具有竞争力。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种模块化燃料电池动力系统及其应用的应急电源车，能解决现有技术中氢燃料电动汽车的燃料电池系统容易出现故障的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

本实用新型的第一个目的是提供一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于，包括：

若干个燃料电池动力系统模块，若干个燃料电池动力系统模块可独立或同时工作；

氢瓶组，包括支架和安装在支架上的若干蓄氢瓶，蓄氢瓶向若干个燃料电池动力系统模块提供氢气使燃料电池动力系统模块发电；

逆变器集成柜，包括逆变器和变压器，燃料电池动力系统模块产生的电力通过逆变器集成柜变压后向需电设备供电；

电控箱，包括中控板及若干控制开关、接口，电控箱控制燃料电池动力系统模块及逆变器集成柜工作；

货厢，用于安装燃料电池动力系统模块、氢瓶组、逆变器集成柜和电控箱。

上述所述氢瓶组和逆变器集成柜布置在货厢的前部，电控箱紧贴在货厢的中部的一侧，若干个燃料电池动力系统模块并列置货厢的后部。

上述所述货厢内在逆变器集成柜与电控箱之间设有隔板，隔板将货厢分为前厢和后厢，隔板中间设有连通前厢与后厢的门洞，氢瓶组和逆变器集成柜布置在前厢，逆变器集成柜朝向门洞。

上述所述支架底部设有托板，逆变器集成柜安装在托板上，支架内形成前腔和后腔，所述逆变器集成柜布置在后腔内，前腔内自下而上布置有若干蓄氢瓶，支架的左右两侧均自下而上布置有若干蓄氢瓶。

上述所述后厢在布置有电控箱的一侧设有缺口，电控箱集成有操作面板，操作面板嵌在缺口处。

上述所述前厢的一侧开有向上开启的第一侧门，后厢的一侧开有第二侧门，电控箱布置在第二侧面的对面。

上述所述货厢的后侧开有尾门，尾门上设有大面积的百叶窗，燃料电池动力系统模块的散热系统朝向百叶窗。

上述所述第一侧门和尾门设有液压装置。

上述所述燃料电池动力系统模块包括燃料电池模组总成、空压机组件、散热系统、电气系统、尾排系统及电池包，电池包与逆变器输入端连接。

上述所述操作面板为触摸式操作屏幕。

上述所述若干个燃料电池动力系统模块是指两个或两个以上。

上述所述若干个燃料电池动力系统模块可以是相同或不同规格。

上述所述燃料电池动力系统模块包括的燃料电池模组总成、空压机组件、散热系统、电气系统、尾排系统及电池包，其中至少有一个构件可以在至少两个燃料电池动力系统模块之间集成共用。

本实用新型的第二个目的是提供一种应急电源车，包括车体和模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述模块化燃料电池动力系统为上述所述的模块化燃料电池动力系统，模块化燃料电池动力系统的货厢放在车体的车架或挂车上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)所述模块化燃料电池动力系统，其包括：若干个燃料电池动力系统模块，若干个燃料电池动力系统模块可独立或同时工作；氢瓶组，包括支架和安装在支架上的若干蓄氢瓶，蓄氢瓶向若干个燃料电池动力系统模块提供氢气使燃料电池动力系统模块发电；逆变器集成柜，包括逆变器和变压器，燃料电池动力系统模块产生的电力通过逆变器集成柜变压后向需电设备供电；电控箱，包括中控板及若干控制开关、接口，电控箱控制燃料电池动力系统模块及逆变器集成柜工作；货厢，用于安装燃料电池动力系统模块、氢瓶组、逆变器集成柜和电控箱；若干个燃料电池动力系统模块可以实现个性化搭配功率的同时提供了双重保障，在一套系统坏掉的时候还可以用另外一个顶上继续低功率供电。

2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是本实用新型实施例一提供的模块化燃料电池动力系统的立体图；

图2是模块化燃料电池动力系统的货厢内部布置的平面示意图；

图3是模货厢内部布置的立体示意图；

图4是模块化燃料电池动力系统的货厢的结构示意图；

图5是货厢另一角度的结构示意图；

图6是燃料电池动力系统模块的结构示意图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

如图1至图6所示，本实施例提供的是一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于，包括：

若干个燃料电池动力系统模块2，若干个燃料电池动力系统模块2可独立或同时工作；

氢瓶组4，包括支架41和安装在支架41上的若干蓄氢瓶42，蓄氢瓶42向若干个燃料电池动力系统模块2提供氢气使燃料电池动力系统模块2发电；

逆变器集成柜5，包括逆变器和变压器，燃料电池动力系统模块2产生的电力通过逆变器集成柜5变压后向需电设备供电；

电控箱3，包括中控板及若干控制开关、接口，电控箱3控制燃料电池动力系统模块2及逆变器集成柜5工作；

货厢1，用于安装燃料电池动力系统模块2、氢瓶组4、逆变器集成柜5和电控箱3。

所述模块化燃料电池动力系统，若干个燃料电池动力系统模块可以实现个性化搭配功率的同时提供了双重保障，在一套系统坏掉的时候还可以用另外一个顶上继续低功率供电。

上述所述货厢1的大小根据标准货柜规格设计，所述氢瓶组4和逆变器集成柜5布置在货厢1的前部，电控箱3紧贴在货厢1的中部的一侧，两个燃料电池动力系统模块2并列置货厢1的后部。各模块布置合理，气电分区合理，布置经凑的同时具有较高的合理性，货厢整体配重合理在整车上方便布置。

所述逆变器集成柜5直接连接输出线束连接外部需电设备。

上述所述货厢1内在逆变器集成柜5与电控箱3之间设有隔板11，隔板11 将货厢分为前厢101和后厢102，隔板11中间设有连通前厢101与后厢102的门洞12，氢瓶组4和逆变器集成柜5布置在前厢101，逆变器集成柜5朝向门洞12。通过隔板11和逆变器集成柜5本身的箱体达到气电分区的效果，增加了安全性能。

上述所述支架41底部设有托板43，逆变器集成柜5安装在托板43上，支架41内形成前腔411和后腔412，所述逆变器集成柜5布置在后腔412内，前腔411内自下而上布置有若干蓄氢瓶42，支架41的左右两侧均自下而上布置有若干蓄氢瓶42。蓄氢瓶42绕布在逆变器集成柜5的周围，在合理利用空间更多布置蓄氢瓶42本实施例中支架41共可布置16个蓄氢瓶42，使模块化燃料电池动力系统具有超长的续航能力。

上述所述后厢102在布置有电控箱3的一侧设有缺口13，电控箱3集成有操作面板31，操作面板31嵌在缺口13处。操作面板31并嵌在缺口13处，可直接在货厢外部操作面板控制模块化燃料电池动力系统。

上述所述前厢101的一侧开有向上开启的第一侧门14，后厢102的一侧开有第二侧门15，电控箱3布置在第二侧门15的对面。第一侧门14方便氢瓶组 4和逆变器集成柜5安装在前厢101内。第二侧门15便于工作人员进入后厢102 内部进行维护和检修。

上述所述货厢1的后侧开有尾门16，尾门16上设有大面积的百叶窗161，燃料电池动力系统模块2的散热系统23朝向百叶窗161。大面积的百叶窗161 更利于散热，挡雨。

上述所述第一侧门14和尾门16设有液压装置。

上述所述燃料电池动力系统模块2包括燃料电池模组总成21、空压机组件 22、散热系统23、电气系统24、尾排系统26及电池包25，电池包25与逆变器输入端连接。

上述所述操作面板31为触摸式操作屏幕。工作人员可以通过这个屏幕来操作和设置模块化燃料电池动力系统，使用更方便。

上述所述若干个燃料电池动力系统模块2是指两个或两个以上。

上述所述若干个燃料电池动力系统模块2可以是相同或不同规格。

上述所述燃料电池动力系统模块2包括的燃料电池模组总成21、空压机组件22、散热系统23、电气系统24、尾排系统26及电池包25，其中至少有一个构件可以在至少两个燃料电池动力系统模块2之间集成共用，集成布置紧奏，布置合理。

实施例二：

本实施例提供的是一种应急电源车，包括车体和模块化燃料电池动力系统 9，其特征在于：所述模块化燃料电池动力系统9为实施例一所述的模块化燃料电池动力系统，模块化燃料电池动力系统9的货厢1放在车体的车架或挂车上。

所述应急电源车，通过对模块化燃料电池动力系统9的结构布局进行改良，有效减少了氢燃料电动汽车的体积，增强了工作稳定性和续航能力。模块化燃料电池动力系统9的货厢1可整体放在车架或挂车上，作为半移动式充电货厢。也可封闭为一个小型充电站使用。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于，包括：

若干个燃料电池动力系统模块(2)，若干个燃料电池动力系统模块(2)可独立或同时工作；

氢瓶组(4)，包括支架(41)和安装在支架(41)上的若干蓄氢瓶(42)，蓄氢瓶(42)向若干个燃料电池动力系统模块(2)提供氢气使燃料电池动力系统模块(2)发电；

逆变器集成柜(5)，包括逆变器和变压器，燃料电池动力系统模块(2)产生的电力通过逆变器集成柜(5)变压后向需电设备供电；

电控箱(3)，包括中控板及若干控制开关、接口，电控箱(3)控制燃料电池动力系统模块(2)及逆变器集成柜(5)工作；

货厢(1)，用于安装燃料电池动力系统模块(2)、氢瓶组(4)、逆变器集成柜(5)和电控箱(3)。

2.根据权利要求1所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述氢瓶组(4)和逆变器集成柜(5)布置在货厢(1)的前部，电控箱(3)紧贴在货厢(1)的中部的一侧，若干个燃料电池动力系统模块(2)并列置货厢(1)的后部。

3.根据权利要求2所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述货厢(1)内在逆变器集成柜(5)与电控箱(3)之间设有隔板(11)，隔板(11)将货厢分为前厢(101)和后厢(102)，隔板(11)中间设有连通前厢(101)与后厢(102)的门洞(12)，氢瓶组(4)和逆变器集成柜(5)布置在前厢(101)，逆变器集成柜(5)朝向门洞(12)。

4.根据权利要求3所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述支架(41)底部设有托板(43)，逆变器集成柜(5)安装在托板(43)上，支架(41)内形成前腔(411)和后腔(412)，所述逆变器集成柜(5)布置在后腔(412)内，前腔(411)内自下而上布置有若干蓄氢瓶(42)，支架(41)的左右两侧均自下而上布置有若干蓄氢瓶(42)。

5.根据权利要求4所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述后厢(102)在布置有电控箱(3)的一侧设有缺口(13)，电控箱(3)集成有操作面板(31)，操作面板(31)嵌在缺口(13)处。

6.根据权利要求5所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述前厢(101)的一侧开有向上开启的第一侧门(14)，后厢(102)的一侧开有第二侧门(15)，电控箱(3)布置在第二侧门(15)的对面。

7.根据权利要求6所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述货厢(1)的后侧开有尾门(16)，尾门(16)上设有大面积的百叶窗(161)，燃料电池动力系统模块(2)的散热系统(23)朝向百叶窗(161)。

8.根据权利要求7所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述第一侧门(14)和尾门(16)设有液压装置。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述燃料电池动力系统模块(2)包括燃料电池模组总成(21)、空压机组件(22)、散热系统(23)、电气系统(24)、尾排系统(26)及电池包(25)，电池包(25)与逆变器输入端连接。

10.根据权利要求5所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述操作面板(31)为触摸式操作屏幕。

11.根据权利要求1所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述若干个燃料电池动力系统模块(2)是指两个或两个以上。

12.根据权利要求1所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述若干个燃料电池动力系统模块(2)可以是相同或不同规格。

13.根据权利要求9所述的一种模块化燃料电池动力系统，其特征在于：所述燃料电池动力系统模块(2)包括的燃料电池模组总成(21)、空压机组件(22)、散热系统(23)、电气系统(24)、尾排系统(26)及电池包(25)，其中至少有一个构件可以在至少两个燃料电池动力系统模块(2)之间集成共用。

14.一种应急电源车，包括车体和模块化燃料电池动力系统(9)，其特征在于：所述模块化燃料电池动力系统(9)为权利要求1至13中任意一项所述的模块化燃料电池动力系统，模块化燃料电池动力系统(9)的货厢(1)放在车体的车架或挂车上。

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