CN212676313U - 氢燃料发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氢燃料发动机领域，公开了一种氢燃料发动机，包括发动机机体，还包括设在发动机机体内的氢燃料电堆系统，氢燃料电堆系统通过管道连有氢气瓶，管道上设有控制阀，氢燃料电堆系统的电能输出端连有电堆集成DC/DC，电堆集成DC/DC的输出端连有锂电池，氢燃料电堆系统连有启动信息检测开关和氢燃料电堆初始供电启动系统，氢燃料电堆系统还设有排气引出装置。本实用新型氢燃料发动机，安全环保，可以安全快速的提供发电用电。

Description

氢燃料发动机

技术领域

本实用新型涉及氢燃料发动机领域，具体涉及一种氢燃料发动机。

背景技术

随着人类社会的发展，环境问题愈发突出，二氧化碳排放、雾霾、PM2.5、温室效应成为社会性问题。温室气体大量排放的后果是持续升高的热浪、干旱、暴雨和伴随的洪水等气候性灾难。而环境危机不仅仅是污染问题，其背后是过度依赖传统化石燃料的能源问题，寻找新的替代能源成为各国政府应对能源危机和环境危机的需迫切求。

由于氢气的高比能量，以氢气为载体的氢能被认为是代替传统燃料的理想替代品。作为氢能的一个主要应用途径，燃料电池，尤其是质子交换膜燃料电池因其高能量转换效率、高能量密度、物排放污染等得到了广泛关注。

1993年,加拿大Ballard展示了一辆零排放、以氢燃料电池为动力的公交车，引发了全球性燃料电池电动车的研究开发热潮。

燃料电池技术已进入快速商业化阶段，根据《节能与新能源汽车技术路线图》，我国燃料电池电动汽车到2030年将实现100万辆应用目标。

《“十三五”交通领域科技创新专项规划》等将发展氢能和燃料电池列为重点任务，到2030年将在全国实现百万台燃料电池车的应用，建成1000座加氢站。随着加氢站建设不断扩大，氢燃料电池车市场将随着扩张，行业研发投资积极性将显著提高。

2017年，新能源汽车产销分别完成79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8％和53.3％。2018年，新能源汽车产销分别完成127 万辆和125.6万辆，同比分别增长59.9％和61.7％。

其中，纯电动汽车产销分别完成98.6万辆和98.4万辆，同比分别增长47.9％和50.8％，插电式混合动力汽车产销分别为28.3万辆和27.1万辆，同比分别增长122％和118％，燃料电池汽车产销均完成1527辆。

根据目前初步的数据看，2018年1-12月新能源乘用车累计产量迗到1007427辆，同比增长82.63％,新能源乘用车产量突破百万台水平。从新能源车结构和走势节奏看，2018年新能源车的良好成果主要是政策务实和企业努力的结果。

在新能源汽车快速发展的大环境下，目前中国氢燃料电池行业尚未进入商业化阶段，2017年中国燃料电池出货量约为16MW，同比2016年的13.5MW增长了18.5％。

中国氢气年产量已逾千万吨规模，位居世界第一大产氢国，2012 年，我国氢气产量约为1600万吨，2017年达到1915万吨，年均增长率约为3.66％。虽然中国为世界第一大产氢国，但氢燃料电池明显落后于国外同行的发展进度。为了排除行业发展障碍，中央和对方政府纷纷出台相关扶持政策。

但从长远来看，氢燃料电池车是未来的一个重要发展方向。目前，丰田、本田、现代等车企的量产氢燃料电池汽车都具备了上路条件。其中，丰田还为货运码头提供了氢燃料电池卡车，在美国铺设了多座加氢站设施。

未来要加强氢能源基础设施尤其是加氢站的建设发展，理顺整个氢燃料电池汽车产业生态链。氢燃料电池是现今最为环保的一种零污染清洁能源，现在中国大力发展纯电动汽车，但氢燃料电池的开发显然落后于发达国家，在安全性和环保上还不足。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种氢燃料发动机，安全环保，可以安全快速的提供发电用电。

为实现上述目的，本实用新型所设计的氢燃料发动机，包括发动机机体，还包括设在所述发动机机体内的氢燃料电堆系统，所述氢燃料电堆系统通过管道连有氢气瓶，所述管道上设有控制阀，所述氢燃料电堆系统的电能输出端连有电堆集成DC/DC，所述电堆集成DC/DC的输出端连有锂电池，所述氢燃料电堆系统连有启动信息检测开关和氢燃料电堆初始供电启动系统，所述氢燃料电堆系统还设有排气引出装置。

优选地，所述管道上还设有压力传感器和氢气运行安全检测系统。

优选地，还包括电能检测系统，所述氢燃料电堆系统和锂电池均与所述电能检测系统连通。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、安全环保，可以安全快速的提供发电用电；

2、通过多个设备，对发动机实时监控，提高了安全性；

3、通过锂电池自供电，不需要提供额外的电源启动发动机。

附图说明

图1为本实用新型氢燃料发动机的结构示意图。

图中各部件标号如下：

发动机机体1、氢燃料电堆系统2、管道3、氢气瓶4、控制阀5、电堆集成DC/DC6、锂电池7、启动信息检测开关8、氢燃料电堆初始供电启动系统9、排气引出装置10、压力传感器11、氢气运行安全检测系统12、电能检测系统13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、所示，本实用新型氢燃料发动机，包括发动机机体1，还包括设在发动机机体1内的氢燃料电堆系统2，氢燃料电堆系统2 通过管道3连有氢气瓶4，管道3上设有控制阀5，氢燃料电堆系统2的电能输出端连有电堆集成DC/DC6，电堆集成DC/DC6的输出端连有锂电池7，氢燃料电堆系统2连有启动信息检测开关8和氢燃料电堆初始供电启动系统9，氢燃料电堆系统2还设有排气引出装置 10。

另外，管道3上还设有压力传感器11和氢气运行安全检测系统 12，本实施例中，还包括电能检测系统13，氢燃料电堆系统2和锂电池7均与电能检测系统13连通。

本实施例中，氢气瓶4用于存储氢气，氢燃烧发动机使用时，可以在氢气瓶4中灌入氢气储存，在使用氢燃料发动机的过程中，可以随时从氢气瓶4中取出氢出，氢气瓶4将氢气供应给氢燃料电堆系统2，控制阀5控制氢气的安全可靠的输送，位于氢气瓶4出口处，用于调节氢气的流量，压力传感器11位于氢气瓶出口处，用于检测和平衡氢气瓶4出口压力，可以对氢气瓶4内的氢气的容量等进行监视，氢气运行安全检测系统12位于氢气瓶出口处，用于保障氢气的安全供应，检测有无氢气泄漏情况发生，氢燃料电堆系统2 是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，氢燃料电堆系统2还可以设置其他的感应器和控制器，负责感应并控制氢燃料电堆系统2的温度变化及气压变化，保证氢燃料电堆系统2可以在良好的环境下工作。

另外，启动信息检测开关8用于检测系统是否正常启动，用于接收启动信号，当接收到一个0-24V的开关信号时，则通知氢燃料电堆系统2是否开始工作，氢燃料电堆初始供电启动系统9从锂电池7中取得电一个24V的电能，用于提供氢燃料电堆系统2初始启动电能，排气引出装置10用于将氢燃料电堆系统2工作时所产生的水份及没有用完的微量氢气排出系统，当氢燃料电堆系统2正常工作时，排气引出装置10将氢燃料电堆系统2的氢气排气口软管连接外部管道，将氢气排至舱外，注意连接时需保证气密性，同时此处也会排出氢燃料电堆系统2工作时合成的水份，电堆集成DC/DC6 通过自激振荡电路把输入的直流电转变为交流电，再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出，或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出，转换成了合乎标准的电能，供应给锂电池7 储存使用，电堆集成DC/DC6的输出端与锂电池7连接，VOUT+与锂电池7的正极连接，VOUT-与锂电池7的负极连接，确保所有的连接部分不能有短路现象，否则可能会引系统的损坏，锂电池7用于存储氢燃料电堆系统2所产生的电能，并将电能供应给负载使用，同时为氢燃料电堆系统2提供初始电能，电能检测系统13用于检测氢燃料电堆系统2所产生的电能是否正常、锂电池7的电能储存情况以及锂电7池所输出的电能是否正常，发动机机体1用于保护内部部件不受外力的伤害，同时有着防水的效果。

本实用新型氢燃料发动机，安全环保，可以安全快速的提供发电用电；且通过多个设备，对发动机实时监控，提高了安全性；另外，通过锂电池7自供电，不需要提供额外的电源启动发动机。

Claims (3)

1.一种氢燃料发动机，包括发动机机体(1)，其特征在于：还包括设在所述发动机机体(1)内的氢燃料电堆系统(2)，所述氢燃料电堆系统(2)通过管道(3)连有氢气瓶(4)，所述管道(3)上设有控制阀(5)，所述氢燃料电堆系统(2)的电能输出端连有电堆集成DC/DC(6)，所述电堆集成DC/DC(6)的输出端连有锂电池(7)，所述氢燃料电堆系统(2)连有启动信息检测开关(8)和氢燃料电堆初始供电启动系统(9)，所述氢燃料电堆系统(2)还设有排气引出装置(10)。

2.根据权利要求1所述氢燃料发动机，其特征在于：所述管道(3)上还设有压力传感器(11)和氢气运行安全检测系统(12)。

3.根据权利要求1所述氢燃料发动机，其特征在于：还包括电能检测系统(13)，所述氢燃料电堆系统(2)和锂电池(7)均与所述电能检测系统(13)连通。

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